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FACULDADE IMED
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
NÍVEL MESTRADO
JÚLIA HENRICH STEFENON
CARACTERIZAÇÃO DOS EDIFÍCIOS E AVALIAÇÃO DO
DESEMPENHO TÉRMICO DE ESCOLAS DA
REDE ESTADUAL DE PASSO FUNDO/RS
PASSO FUNDO/RS
2019
JÚLIA HENRICH STEFENON
CARACTERIZAÇÃO DOS EDIFÍCIOS E AVALIAÇÃO DO
DESEMPENHO TÉRMICO DE ESCOLAS DA
REDE ESTADUAL DE PASSO FUNDO/RS
Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil, pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Faculdade IMED
Orientador (a): Prof. Dr. Daniel Cóstola
Co-orientador (a): Prof. (a) Drª. Luciana Oliveira Fernandes
Passo Fundo/RS
2019
CIP – Catalogação na Publicação
S816c STEFENON, Júlia Henrich
Caracterização dos edifícios e avaliação do desempenho térmico de escolas da rede estadual de Passo Fundo/RS / Júlia Henrich Stefenon. – 2019.
173 f., il.; 30 cm. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Faculdade IMED, Passo
Fundo, 2019. Orientador: Prof. Dr. Daniel Cóstola. Coorientador: Profª. Drª. Luciana Oliveira Fernandes.
1. Conforto térmico – Edifícios. 2. Edificios – Desempenho térmico em escolas. 3. Ambiente educacional – Arquitetura. I.CÓSTOLA, Daniel, orientador. II. FERNANDES, Luciana Oliveira, coorientadora. III. Título.
CDU: 697
Catalogação: Bibliotecária Angela Saadi Machado - CRB 10/1857
Dedico esse trabalho a minha família! Ela é a raiz de
quem somos, representa o amor, proteção, força e
sabedoria!
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus por me guiar e proteger em cada ida a Passo Fundo/RS no
primeiro semestre letivo do ano de 2017, quando estava carregando mais uma vida
em mim. Ao meu querido filho Francisco, que com menos de 30 dias teve de lidar com
minha ausência em algumas noites para que eu pudesse assistir às aulas, e
principalmente à minha família, que foi minha rede de apoio nesses momentos. Ao
meu querido marido, Manoel Osório Albuquerque Filho pelo amor e ajuda em muitos
momentos durante o mestrado. À bolsista Katiane Reis pelo auxílio na coleta de
dados. Aos queridos professores, pelos ensinamentos em cada disciplina. Aos meus
orientadores Daniel Cóstola e Luciana Oliveira Fernandes, pela paciência e ajuda para
conduzir esse projeto de mestrado com sabedoria.
RESUMO
Os estudos sobre desempenho térmico em espaços escolares são importantes para
compreender o impacto da arquitetura nas atividades desenvolvidas nos ambientes
educacionais. Dessa forma, esta pesquisa teve o intuito de realizar um panorama geral
sobre o estoque de edificações escolares públicas de ensino médio de Passo Fundo/RS,
além de testar um novo indicador de desempenho, o Voto de Sensação Térmica
Sazonal (Seasonal Thermal Sensation Vote, ou S-TSV). O S-TSV avalia o desempenho
térmico de forma intuitiva, e através dele busca-se caracterizar a percepção dos
usuários em relação ao conforto térmico em salas de aula. Este estudo foi realizado por
meio de uma pesquisa de campo, com aplicação de questionários e participação
voluntária de 764 alunos, de 14 a 22 anos, além de alguns professores e diretores em
10 escolas de diferentes bairros do município. A coleta de dados teve enfoque em três
tipos de variáveis: caraterização das escolas; desempenho térmico (sala de aula e casa
dos alunos); e relação entre desempenho térmico e escolar. Após a coleta de dados, as
variáveis propostas na pesquisa foram correlacionadas com alguns parâmetros,
avaliados como: densidade por ocupação; área das salas de aula; área dos vãos de
aberturas para ventilação; dispositivos de sombreamento; posição solar; presença de ar
condicionado e ventiladores, entre outros. Os principais resultados obtidos
demonstraram que grande parte das escolas possui desempenho térmico insafisfatório.
O estudo também indicou que, dentro dessa mesma amostra, as casas dos alunos
apresentam um desempenho térmico melhor do que os edifícios escolares, ainda que
sujeitos às mesmas condições climáticas. Tal resultado indica que os ocupantes podem
ajustar suas roupas e atividades em resposta aos problemas de desempenho térmico,
considerando que na escola essa ação é, de certa forma, limitada. Foi identificado ainda
que, tanto no verão como no inverno, a melhoria no desempenho térmico em salas de
aula com ar-condicionado é pouco expressiva, ou seja, ter ar-condicionado nas salas de
aula não está melhorando significativamente a qualidade térmica do ambiente.
Referente ao desempenho escolar, foi possível identificar indícios de que os alunos em
maior desconforto, independentemente da estação, apresentam desempenho escolar
menor. Acredita-se que esses indícios devam ser investigados com maior profundidade
em futuros trabalhos.
Palavras-chave: Desempenho Térmico. Desempenho Escolar. Conforto Térmico.
Instituições de Ensino. Voto de Sensação Térmica Sazonal.
ABSTRACT
Studies on thermal performance in school spaces are important to understand the
impact of architecture on activities developed in educational environments. In this way,
this research had the intention to make a general panorama on the stock of high school
public buildings of Passo Fundo / RS, besides testing a new performance indicator, the
Seasonal Thermal Sensation Vote, or S-TSV). The S-TSV evaluates the thermal
performance in an intuitive way and through it it was aimed to characterize the
perception of the users in relation to the thermal comfort in classrooms. This study was
carried out through a field survey with application of questionnaires and with the
voluntary participation of 764 students from 14 to 22 years old, besides some teachers
and directors of 10 schools from different districts of the municipality. Data collection
focused on 3 types of variables: characterization of schools; thermal performance
(classroom and student home) and the relationship between thermal and school
performance. After data collection, the variables proposed in the research were
correlated with some parameters such as: density per occupation; classroom area;
area of vents of ventilation openings; shading devices; solar position; presence of air
conditioning and fans, among others. The main results show that most of the schools
have unstable thermal performance. The study also indicated that, within this same
sample, the homes of the students present a better thermal performance than the
school buildings, although under the same climatic conditions. This result indicates that
occupants can adjust their clothing and activities in response to thermal performance
problems, considering that in school this action is somewhat limited. It was also
identified that, in summer and winter, the improvement in thermal performance in air-
conditioned classrooms is not very expressive, that is, having air-conditioning in
classrooms is not significantly improving the thermal quality of the environment.
Regarding school performance, it was possible to identify indications that students in
greater discomfort, independently of the season, present lower school performance. It
is believed that these clues should be investigated further in future work.
Key-words: Thermal Performance. School performance. Public Institutions. Thermal
comfort. Seasonal Thermal Sensation Vote.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Representação esquemática das condições de conforto térmico em um
ambiente real. ............................................................................................................ 29
Figura 2 - Esquema de edificação com salas de aula distribuídas através de corredor
central. ...................................................................................................................... 35
Figura 3 - Esquema de edificação com salas de aula distribuídas através de corredor
lateral ........................................................................................................................ 35
Figura 4 - Esquema de edificação com laboratórios distribuídos através de corredor
lateral e centro de salas de aula em torno da biblioteca..............................................35
Figura 5 - Esquema de edificação escolar com salas de aula abertas em torno de
espaço multiuso ......................................................................................................... 35
Figura 6 - Esquema de edificação com salas de aula em espaço aberto com uso
flexível em torno de área de estudos individuais e centro de recursos didáticos....... 35
Figura 7 - Proposta de planta baixa para módulos de escolas de ensino médio
apresentando ambientes variados para acomodar a metodologia “team teaching”
(equipe de ensino). .................................................................................................... 36
Figura 8 - Apresentação dos resultados do S-TSV ................................................... 41
Figura 9 - Faixas de temperatura operativa aceitáveis para espaços naturalmente
ventilados (Ashare Standard 55-2010). ..................................................................... 44
Figura 10 – Mapa de Localização de Passo Fundo/RS ............................................. 53
Figura 11 – Imagem de satélite com localização das escolas ................................... 55
Figura 12 – Frequência de alturas de pé-direito nas salas de aula ........................... 68
Figura 13 – Imagens de uma sala de aula com PD baixo e outra PD alto ............... 69
Figura 14 – Ventilação Cruzada e Unilateral ............................................................. 70
Figura 15 – Salas de Aula com ventilação Cruzada e Ventilação Unilateral ............. 71
Figura 16 – Situação de abertura para ventilação obstruídas. .................................. 72
Figura 17 – Situação de ventilação unilateral ............................................................ 72
Figura 18 – Imagens onde as salas de aula possuem ventilação cruzada ................ 72
Figura 19 – Percentuais de aberturas dividido em 4 intervalos ................................. 74
Figura 20 – Distribuição da frequência dos pisos encontrada nas salas de aula. ..... 75
Figura 21 – Imagens das salas de aula com piso em parquet .................................. 75
Figura 22 – Imagens das salas de aula com piso em tábua de madeira e piso
cerâmico .................................................................................................................... 76
Figura 23 – Frequência dos tipos de teto e/ou revestimentos de forros encontrados
nas salas de aula ...................................................................................................... 77
Figura 24 – Imagens das salas de aula com teto em laje. ......................................... 78
Figura 25 – Imagens das salas de aula com teto em laje. ......................................... 78
Figura 26- Imagens das salas de aula com forro em PVC. ....................................... 78
Figura 27 – Porcentagem de salas de aula com ar - condicionado, ventiladores e
sem equipamentos. ................................................................................................... 80
Figura 28 – Imagens com as posições dos equipamentos de ar-condicionado nas
salas de aula ............................................................................................................. 80
Figura 29 – Imagens das salas de aula com ventiladores de parede e teto .............. 80
Figura 30 – Imagens do fluxo de ar induzido por um ventilador ................................ 81
Figura 31 – Imagem demonstra a circulação de uma sala de aula com um único
ventilador ................................................................................................................... 82
Figura 32 – Dispositivos de Sombreamento Interno .................................................. 84
Figura 33 – Imagens das salas de aula com cortinas e persianas. ........................... 84
Figura 34 – Vidros pintados para bloquear o excesso de iluminação ........................ 85
Figura 35 – Imagens das venezianas internas e de uma sala de aula sem cortinas,
mas protegida do sol por uma camada arborizada .................................................... 85
Figura 36 - Salas de Aula e Posições Solares........................................................... 86
Figura 37- Frequência do uso de Ar-condicionado – VERÃO/ INVERNO ............... 106
Figura 38 – Frequência do uso do Ventilador – VERÃO/ INVERNO ....................... 107
Figura 39 - Eficiência da Ventilação na Sala de aula segundo os alunos para verão e
inverno .................................................................................................................... 111
Figura 40 – Operação das janelas. ......................................................................... 111
Figura 41 – Desempenho Escolar Geral ................................................................. 126
Figura 42 – Questionário Aplicado para os Alunos .................................................. 153
Figura 43 – Questionário Modelo 02 aplicado aos alunos (layout reformulado). ..... 154
Figura 44 – Questionário aplicado com os professores. .......................................... 155
Figura 45 – Questionário do Pesquisador. .............................................................. 156
Figura 46 – Imagens da Fachada Principal da Escola Protásio Alves ..................... 158
Figura 47 – Imagens Internas das Salas de aula .................................................... 158
Figura 48 – Fachada Principal Colégio Fagundes dos Reis .................................... 159
Figura 49 – Imagens internas das salas de aula. .................................................... 159
Figura 50 – Imagens do corredor e parte interna da sala onde demonstra as
venezianas. ............................................................................................................. 159
Figura 51 – Imagens da Fachada Principal do Colégio Tiradentes ......................... 160
Figura 52 - Imagens das salas de aula e circulação de acesso as salas de aula ...161
Figura 53 – Imagem da Fachada Principal da Escola ENAV ................................... 162
Figura 54 – Imagens internas das salas de aula e circulação de acesso as salas. 162
Figura 55 – Imagens da Fachada principal da Escola Cecy Leite da Costa ............ 163
Figura 56 – Imagens das salas de aula e corredor de acesso as salas. ................. 163
Figura 57 – Imagem da Fachada Principal da Escola Maria Dolores e corredor de
acesso as salas de aula .......................................................................................... 164
Figura 58 – Imagens das salas de aula. .................................................................. 164
Figura 59 – Imagem da Casinha. Sala improvisada para abrigar os alunos do terceiro
ano. ......................................................................................................................... 165
Figura 60 – Imagens da Fachada Principal e lateral da Escola Maria Eulina .......... 166
Figura 61 – Imagens da entrada da escola e acesso as salas de aula ................... 166
Figura 62 – Imagem das salas de aula. ................................................................... 167
Figura 63 – Imagem do pátio central com acesso as salas de aula do Prédio 01
(mais antigo). ........................................................................................................... 168
Figura 64 – Imagens internas das salas de aula do Prédio 01 ................................ 168
Figura 65 – Imagens da fachada do Prédio 02 (mais recente). ............................... 168
Figura 66 – Imagens internas das salas de aula do Prédio 02 ................................ 169
Figura 67 – Imagens do corredor de acesso as salas, e as aberturas que fazem a
ventilação cruzada das salas de aula. ..................................................................... 169
Figura 68 – Fachada Principal da Escola Alberto Pasqualini .................................. 170
Figura 69- Imagens internas das salas de aula e corredor de acesso as salas ...... 171
Figura 70 – Imagem de um antigo depósito que foi adaptado para acolher os alunos
de terceiro ano ........................................................................................................ 171
Figura 71 – Imagens das Fachada Principal e Lateral da Escola Antonino Xavier. 172
Figura 72 – Imagem do acesso as salas a Leste e imagens internas da salas de
aula. ........................................................................................................................ 173
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 - Temperatura Média Anual (°C) ................................................................ 54
Gráfico 2 - Densidade por ocupação por escola. ...................................................... 67
Gráfico 3 – Votos de Sensação Térmica Sazonal: PD Alto x PD Baixo ..................... 69
Gráfico 4 - Panorama geral sobre S-TSV no verão nas salas de aula. ..................... 91
Gráfico 5 – Panorama geral sobre S-TSV no inverno na sala de aula ...................... 92
Gráfico 6 – Produtividade x Temperatura .................................................................. 92
Gráfico 7 – Panorama geral S-TSV no verão em casa .............................................. 94
Gráfico 8 - Panorama Geral S-TSV no inverno em Casa .......................................... 95
Gráfico 9 – S-TSV Verão - Por Escola ...................................................................... 97
Gráfico 10 - S-TSV Inverno - Por Escola ................................................................... 98
Gráfico 11 – Densidade por Ocupação x Votos de desconforto - Verão ................... 99
Gráfico 12 – Densidade por Ocupação x Votos de desconforto - Inverno ............... 100
Gráfico 13 - Densidade por ocupação x Votos de conforto- Verão.......................... 101
Gráfico 14 - Densidade por ocupação x Votos de conforto- Inverno ....................... 101
Gráfico 15 - Distribuição S-TSV verão em salas de aula com e sem equipamentos –
Verão ....................................................................................................................... 104
Gráfico 16 – Distribuição S- TSV inverno em salas de aula com e sem equipamentos
– Inverno ................................................................................................................. 105
Gráfico 17 – Ventilação e S-TSV no verão .............................................................. 109
Gráfico 18 – Ventilação e S-TSV no inverno ........................................................... 110
Gráfico 19 - Relação dos Voto de Sensação Térmica Sazonal e resistência térmica
da vestimenta- Verão ............................................................................................. 114
Gráfico 20 - Relação dos Voto de Sensação Térmica Sazonal e resistência térmica
da vestimenta - Inverno ........................................................................................... 115
Gráfico 21 – Votos de Muito Frio/Frio 3º e 4º Quartil ............................................... 116
Gráfico 22 - S-TSV e posição solar verão ............................................................... 117
Gráfico 23 – S-TSV e posição solar inverno ............................................................ 118
Gráfico 24- Área envidraçada x votos de desconforto – verão ................................ 119
Gráfico 25 - Área envidraçada x votos de desconforto – inverno ............................ 120
Gráfico 26 – Área envidraçada x votos de conforto – verão .................................... 121
Gráfico 27 – Área envidraçada x votos de conforto – inverno ................................. 121
Gráfico 28 – Desempenho Escolar por Escola ........................................................ 127
Gráfico 29 – Desempenho Escolar e S-TSV Verão ................................................. 128
Gráfico 30 – Desempenho Escolar e S-TSV Inverno .............................................. 129
Gráfico 31 – Relação Desempenho Escolar e Equipamentos ................................. 130
Gráfico 32 – Relação Ventilação e Desempenho Escolar ....................................... 131
Gráfico 33 – Desempenho Escolar e resistência térmica da vestimenta - Verão .... 133
Gráfico 34 – Desempenho Escolar e resistência térmica da vestimenta - Inverno .. 134
Gráfico 35 – Desempenho Escolar por Posição Solar ............................................ 135
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Padronização de ambientes escolares determinados pela FDE ............. 37
Tabela 2 – Escala de sensação térmica utilizadas pelo método PMV/PPD .............. 43
Tabela 3 – Dados e Características das Escolas ...................................................... 66
Tabela 4 – Propriedade térmicas dos materiais utilizados para cobertura ................ 77
Tabela 5 – S-TSV Verão – Por escola ....................................................................... 96
Tabela 6 – S-TSV Inverno - Por escola ..................................................................... 97
Tabela 7 – Votos de desconforto para verão e inverno ........................................... 100
Tabela 8 – Votos de conforto para verão e inverno ................................................. 101
Tabela 9 – Distribuição dos percentuais de resistência térmica da vestimenta no
verão ....................................................................................................................... 113
Tabela 10 – Votos de desconforto para verão e inverno ......................................... 120
Tabela 11 – Votos de conforto ................................................................................ 121
Tabela 12 – Desempenho Escolar – Por Escola ..................................................... 127
Tabela 13 - Desempenho Escolar e S-TSV Verão .................................................. 128
Tabela 14 - Desempenho Escolar e S-TSV Inverno ................................................ 129
Tabela 15 – Relação do Desempenho Escolar e “clo” Verão .................................. 133
Tabela 16 - Relação do Desempenho Escolar e resistência térmica da vestimenta -
Inverno .................................................................................................................... 134
LISTA DE SIGLAS
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
AVAC Aquecimento, ventilação e Ar-condicionado
ASHARE American Society of Heating, Refrigerating and Ar-Conditioning
Engineers
CTBM Colégio Tiradentes da Brigada Militar
CRA Construção Restrita da Aprendizagem
CPA Construção Parcial da Aprendizagem
CSA Construção Satisfatória da aprendizagem
CLO Unidade da resistência térmica da vestimenta, em clo
EJA Ensino de Jovens e Adultos
ENAV Escola Nicolau Vergueiro
EN Norma Europeia
FDE Fundação de Desenvolvimento Escola
IDEB Índice de Desenvolvimento da Educação Básica
INEP Instituto Nacional de Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira
ISO International Standard Organization
NBR Normas Brasileiras de Regulação
QIA Qualidade Ambiental Interna
PMV Voto Médio Estimado (Predicted Mean Vote)
PPD Porcentagem Estimada de Insatisfeitos (Predicted Percentage of
Dissatisfied)
PPDA Plano Pedagógico de Apoio Didático
PD Pé-direito
S-TSV Voto de Sensação Térmica Sazonal
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 20
1.1 Tema .......................................................................................................................... 21
1.2 Delimitação do Campo de Pesquisa ....................................................................... 21
1.3 Limitações do Trabalho ........................................................................................... 22
1.4 Objetivos ................................................................................................................... 22
1.5 Abordagem metodológica ....................................................................................... 23
1.6 Estrutura da Dissertação ......................................................................................... 23
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: REVISÃO DE LITERATURA ................................. 25
2.1 Conforto Térmico: Histórico .................................................................................... 25
2.2 Conforto Térmico: Conceito .................................................................................... 27
2.3 Arquitetura Escolar .................................................................................................. 32
2.4 Técnica de Medição de Desempenho Térmico: Método S-TSV (Votos de Sensação Térmica Sazonal) .................................................................................... 38
2.5 Descrição das Normas de Conforto Térmico ......................................................... 43
2.6 Conforto Térmico Segundo Modelos: Estático e Adaptativo ............................... 44
2.7 Estudos sobre Conforto Térmico e Produtividade ................................................ 46
2.8 Conclusões ............................................................................................................... 51
3 MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................................................... 53
3.1 Localização dos edifícios estudados ..................................................................... 53
3.2 Objeto de Estudo (Escolas participantes da pesquisa) ........................................ 54
3.3 Método....................................................................................................................... 56
3.4 Experimento e Abordagem Metodológica .............................................................. 57
3.5 Variáveis Analisadas ................................................................................................ 59
3.6 Estudo de campo ..................................................................................................... 59
3.7 Organização dos Questionários ............................................................................. 60
3.8 Considerações Éticas e de Privacidade dos dados coletados ............................ 61
4 RESULTADOS: PANORAMA GERAL - CARACTERIZAÇÃO DAS ESCOLAS E SALAS DE AULA ...................................................................................................... 62
4.1 Caracterização Geral da Pesquisa .......................................................................... 62
4.2 Apresentação e Caracterização das Escolas e Salas de Aula ............................. 63
4.3 As Salas de Aula ...................................................................................................... 64
4.4 Conclusões ............................................................................................................... 87
5 ANÁLISE DO DESEMPENHO TÉRMICO ................................................................. 89
5.1 Análise do Desempenho Térmico - Voto de Sensação Térmica Sazonal (S- TSV) Geral - SALA DE AULA ............................................................................................ 89
5.2 Análise do Desempenho Térmico - Voto de Sensação Térmica Sazonal (S- TSV) Geral - CASA ............................................................................................................. 93
5.3 Análise do Desempenho Térmico - Voto de Sensação Térmica Sazonal (S- TSV) por Escola ................................................................................................................. 95
5.4 Relação entre Densidade de Ocupação e Desempenho Térmico ........................ 98
5.5 Relação entre salas com equipamentos e Desempenho Térmico ..................... 102
5.6 Relação entre Ventilação e Desempenho Térmico .............................................. 108
5.7 Relação entre a Vestimenta e Desempenho Térmico ......................................... 112
5.8 Relação entre a Posição Solar e Desempenho Térmico ..................................... 116
5.9 Relação entre Área Envidraçada e Desempenho Térmico ................................. 118
5.10 Conclusões ...................................................................................................... 122
6 ANÁLISE DO DESEMPENHO ESCOLAR .............................................................. 124
6.1 Desempenho Escolar Geral ................................................................................... 125
6.2 Desempenho Escolar por Escola .......................................................................... 126
6.3 Relação dos Votos de Sensação Térmica Sazonal e Desempenho Escolar ..... 127
6.4 Relação entre Salas com Equipamentos (ventilador, ar-condicionado e salas sem nenhum equipamento) e Desempenho Escolar ........................................... 129
6.5 Relação entre Ventilação e Desempenho Escolar ............................................... 130
6.6 Relação entre Vestimenta e Desempenho Escolar ............................................. 132
6.7 Relação entre a Posição Solar Geral e Desempenho Escolar Geral .................. 134
6.8 Conclusões ............................................................................................................. 135
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................... 137
7.1 Discussões ............................................................................................................. 137
7.2 Conclusões ............................................................................................................. 138
7.3 Direção para Próximas Pesquisas ........................................................................ 139
REFERÊNCIAS .............................................................................................................. 141
APÊNDICE A - QUESTIONÁRIOS APLICADOS NA PESQUISA DE CAMPO ............ 152
APÊNDICE B - PANORAMA GERAL COM A CARACTERIZAÇÃO DAS ESCOLAS . 157
1 Escola Estadual De Ensino Médio Protásio Alves: ............................................. 157
2 Colégio Estadual Joaquim Fagundes Dos Reis: ................................................. 158
3 Colégio Tiradentes Da Brigada Militar - Passo Fundo/RS: ................................. 160
4 Escola Estadual De Educação Básica Nicolau De Araújo Vergueiro (ENAV): .. 161
5 Instituto Estadual Cecy Leite Costa (CECY): ....................................................... 162
6 Escola Estadual De Ensino Médio Maria Dolores Freitas Barros: ..................... 163
7 Escola Estadual De Ensino Médio Professora Eulina Braga: ............................ 165
8 Escola Estadual De Ensino Médio Adelino Pereira Simões: .............................. 167
9 Escola Estadual De Ensino Médio Alberto Pasqualini: ....................................... 169
10 Escola Estadual De Ensino Médio Antonino Xavier E Oliveira: ......................... 171
1 INTRODUÇÃO
Uma das funções dos espaços construídos é atender ao bem-estar do ser
humano, de modo que ele possa desenvolver suas atividades com conforto em todos
os aspectos sensoriais (LABAKI e BUENO-BARTHOLOMEI, 2001). Condições de
microclima saudáveis e confortáveis são essenciais para qualquer tipo de ambiente, e
em particular para as escolas. O espaço escolar, muitas vezes, compreende uma
categoria de edifícios em que um alto nível de qualidade ambiental pode melhorar
consideravelmente a atenção, concentração, aprendizado e performance dos usuários
(BRIGITTE et al., 2016).
Nesse sentido, as concepções modernas de organização e produção geradas
pela globalização trouxeram novas preocupações, que se transformaram em temas
de estudo relacionados ao conforto ambiental, como eficiência energética, saúde
ocupacional e produtividade (LAMBERTS, 2014). Tem-se observado que nos últimos
10 anos o tema ganhou força, e houve um aumento significativo de pesquisas nessa
área e em diferentes contextos, extrapolando os conceitos de engenharia e
arquitetura, e emergindo para campos como psicologia e sociologia. O Brasil
apresenta uma tendência crescente em estudos e pesquisas relacionadas ao conforto
ambiental, mas é em trabalhos realizados na China que se encontram um número
expressivo de publicações e produções científicas (ARENHARDT e WANDER, 2018).
O conforto térmico também tem efeito significativo no bem-estar das pessoas,
independentemente do local. Ao analisar um ambiente de trabalho, por exemplo,
verifica-se que uma situação de desconforto térmico pode afetar diretamente o
rendimento de um trabalhador (BARBHUIYA e BARBHUIYA, 2013). Da mesma forma,
o desconforto pode afetar o desempenho dos usuários em edificações de ensino, uma
vez que o espaço escolar se configura como elemento fundamental para a formação
do ser humano. A busca pela harmonia entre usuário e ambiente é uma questão que
deve ser cuidadosamente analisada, pois deve haver uma interação entre espaço
físico, atividades pedagógicas e comportamento humano (ELALI, 2003).
Ressalta-se que a edificação escolar é um equipamento importante no contexto
social, cultural e econômico de um país por proporcionar condições de ensino à
população. No Brasil, a escola tem sido não apenas uma fonte de ensino,
22
mas transformou-se em um polo de assistência social. Nessas condições, o prédio
escolar abriga funções variadas, muitas vezes não contempladas no programa
arquitetônico original. A função principal é a formação básica da população futura do
país, porém essa função é ampliada e em muitos momentos substituída por funções
sociais e assistenciais, transmitindo conhecimentos socialmente importantes (LABAKI
e BUENO-BARTHOLOMEI, 2001).
A rede estadual de ensino médio participa com mais de 97% da matrícula na
rede pública, evidenciando que o ensino médio é predominantemente de
responsabilidade dos governos estaduais e do Distrito Federal (INEP, 2017). Além
disso, percebe-se a importância de estudar e compreender questões de conforto
ambiental dessas edificações a fim de contribuir com uma educação de qualidade.
Portanto, encontrar a relação entre conforto térmico, desempenho dos
ocupantes e produtividade no ensino-aprendizagem das escolas da rede pública é de
extrema importância para o avanço social e econômico. As reações fisiológicas
desses alunos podem ser afetadas quando expostos a ambientes não adequados ao
clima, o que pode prejudicar a qualidade do ensino (NOGUEIRA et al., 2005;
MENDELL e HEATH, 2002).
Considerando a importância da temática, este estudo irá investigar o
desempenho térmico em salas de aula sob o ponto de vista dos usuários,
correlacionando-o com o desempenho escolar em Instituições Públicas Estaduais de
Ensino Médio de Passo Fundo/RS, além de fazer um panorama geral do estoque de
edificações escolares.
1.1 Tema
Investigação do desempenho térmico de edificações escolares sob o ponto de
vista dos usuários a fim de analisar se as condições do ambiente refletem na
performance dos alunos.
1.2 Delimitação do Campo de Pesquisa
O presente trabalho estabelece e limita-se a avaliar aspectos de desempenho
térmico de edificações escolares sob ponto de vista do usuário em instituições
estaduais de ensino médio em atividade escolar. O trabalho também caracteriza as
escolas estudadas no que tange os elementos que mais afetam o desempenho
térmico do ambiente construído.
1.3 Limitações do Trabalho
Tendo em vista a imensa gama de situações e características que podem ser
coletadas e o caráter multivariado que pode compor um trabalho como este, as
principais limitações são de caráter temporal e de infraestrutura. Temporal, pois
determinou-se fazer um panorama geral, ou seja, fazer a pesquisa em muitas escolas.
De infraestrutura, de equipamentos para medições (umidade, temperatura, velocidade
do ar), pois não se dispõe da quantidade necessária para a realização, deixando para
futuras pesquisas a base de dados e a incumbência desse trabalho. Portanto, não
foram realizadas medições in loco, uma vez que as mesmas seriam inviáveis
considerando a grande amostra adotada nesta pesquisa (em face das limitações de
tempo e recursos típicas de um projeto de mestrado).
1.4 Objetivos
1.4.1 Objetivo Geral
Realizar um panorama geral sobre desempenho térmico oferecido por edifícios
escolares sob o ponto de vista dos usuários em um curto espaço de tempo e a
correlação com o desempenho escolar.
1.4.2 Objetivos Específicos
Caracterização e análise geral do estoque de edifícios escolares de 2º grau
de Passo Fundo/RS (10 escolas).
Testar um novo indicador, o S-TSV – Voto de Sensação Térmica Sazonal
(CÓSTOLA, 2019) e através dele:
o Analisar o desempenho térmico nas escolas e casas dos alunos;
o Analisar o desempenho escolar dos alunos em relação ao
desempenho térmico da sala.
24
Observação: A caracterização e análise geral das escolas refere-se a uma visão global
dos objetos estudados nessa pesquisa. Não sendo investigadas a influência das
variáveis construtivas no desempenho térmico das salas de aula no que se refere a
propriedades térmicas e físicas dos materiais. O S-TSV avalia através do conforto
térmico dos alunos, o desempenho térmico do ambiente escolar de maneira geral sob
o ponto de vista dos usuários. E através desse panorama permite-se avaliar quais
escolas poderiam, por exemplo, ser melhor analisadas, ficando essa pesquisa como
uma base geral de dados para futuros estudos.
1.5 Abordagem metodológica
Um Projeto Piloto foi aplicado em Maio/2017 em uma turma da Escola Protásio
Alves com o intuito de coletar dados sobre o desempenho térmico, além de testar a
nova métrica, o S-TSV (Voto de Sensação Térmica Sazonal), indicador esse já
utilizado em uma investigação de campo em habitações no município de Campinas/SP
(CÓSTOLA et al., 2019). Após aplicação do Projeto Piloto a pesquisa foi estendida a
10 outras escolas.
A coleta de dados focou em 3 tipos de variáveis:
Caraterização das escolas;
Desempenho térmico;
Relação entre desempenho térmico e escolar.
Esse trabalho utiliza uma abordagem que pode ser replicado para outros
municípios.
1.6 Estrutura da Dissertação
Essa pesquisa é composta por 7 capítulos. O Capítulo 1 aborda o tema do
trabalho, a delimitação do campo de pesquisa, objetivos geral e específico, resultados
esperados e estrutura da dissertação.
O capítulo 2 traz a revisão de literatura, construída de forma a abranger os
assuntos necessários para o desenvolvimento do trabalho como: histórico do conforto
térmico, conceito de conforto térmico, arquitetura escolar, espaço escolar e avaliação
pós-ocupação, técnicas de medição de desempenho, descrição das
normas de conforto, conforto térmico segundo modelos estáticos e adaptativos e
estudos sobre conforto térmico de maneira geral e conclusões.
No capítulo 3 apresentam-se os Materiais e Métodos: localização, objeto de
estudo, método, experimento e abordagem metodológica, variáveis analisadas,
explica-se sobre o estudo de campo e as considerações éticas e de privacidade,
Nos capítulos 4, 5 e 6 são analisados os resultados: no capítulo 4 é realizado
um panorama geral da amostra e caracterização das escolas e salas de aula. Nos
capítulos 5 e 6 são apresentados e discutidos os resultados do desempenho térmico
e do desempenho escolar e realizam-se as análises das correlações propostas na
pesquisa. Após cada capítulo são feitas as conclusões das seções anteriores.
No capítulo 7 são feitas as considerações finais, discussão dos resultados,
conclusões e sugestões para as próximas pesquisas.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA: REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Conforto Térmico: Histórico
Historicamente até a Revolução Industrial, não se teve preocupação com
estudos sobre conforto térmico, mas com o impulso da industrialização ocorrido no
início do século XX, e uma visão de que melhores condições ambientais para o
desenvolvimento do trabalho eram importantes para a saúde e a produtividade do
trabalhador, esses estudos começam a ser realizados (XAVIER, 2000). Os primeiros
estudos científicos sobre os efeitos da qualidade térmica do meio ambiente das salas
de aula começaram em meados de 1950.
Uma avaliação interessante dos resultados desses primeiros estudos de
campo, estão no trabalho de Peapler e Warner (1968), onde sugerem que alterações
moderadas na temperatura ambiente afetam a habilidade de crianças para realizar
tarefas mentais que exigem concentração e os impactos podem ser positivos e
negativos, levando, por exemplo, à redução na velocidade e aumento da precisão com
problemas de multiplicação eram realizados em temperaturas mais elevadas.
Após esse período, nos anos 1970, os estudos de Fanger sobre o conforto
térmico com base nos resultados de uma câmara climática totalmente controlada
alterou o desenvolvimento de novas pesquisas de campo. Tais estudos estabeleceram
o método Voto Médio Estimado (PMV) que permite prever a avaliação térmica do
ambiente baseado pelas pessoas na avaliação de seis fatores: temperatura do ar,
temperatura média radiante, velocidade do ar, umidade relativa do ar, vestimenta,
atividade e a PPD (Porcentagem de Pessoas Insatisfeitas) contidas na atual ISO 7730
que descreve o procedimento de aplicação desse método. Mas com o crescente
interesse nos últimos anos sobre a adaptação, a teoria do conforto térmico novamente
estimulou pesquisas por estudos de campo destinados a qualificar a ambiente tanto
objetivamente (por medidas) quanto subjetivamente (por julgamentos dos ocupantes)
(CORGNATI et al., 2007; TIBIRI, 2008).
As pesquisas de campo são realizadas em ambientes reais, com as pessoas
desempenhando atividades rotineiras e com vestimentas usuais. As pessoas são
solicitadas a fornecerem suas opiniões e preferências com relação ao ambiente
térmico, em votos anotados em escala sétima de sensações e preferências (ISO
27
10551, 1995), somadas a isso são medidas as variáveis ambientais. Neste tipo de
pesquisa, não há interferência do pesquisador sobre o ambiente.
No final dos anos 70, Humphreys (1976), correlacionou os resultados de todas
as pesquisas de campo que haviam sido realizadas até aquele momento e concluiu
que a temperatura que as pessoas achavam confortáveis independentes de sexo,
idade ou raça, poderiam ser estimadas das temperaturas médias internas dos
ambientes que elas viviam, apresentando variação de mais ou menos 1k sobre essa
temperatura média. Finalizou o autor demonstrando que não há a necessidade de se
uniformizar as temperaturas internas dos ambientes em todo o mundo, pois cada
região pode adotar temperaturas próprias, prevalecendo variações climáticas
sazonais. Ainda no mesmo estudo, o autor realizou uma revisão dos parâmetros até
então existentes, e concluiu que os índices de conforto (temperatura de conforto)
variavam em relação à temperatura externa média mensal da região onde cada estudo
era desenvolvido, observando a importância da aclimatação, mostrando-se
contrariamente aos estudos de Fanger, que não sugerem que aclimatação afete os
requisitos de conforto térmico.
2.2 Conforto Térmico: Conceito
Os estudos sobre conforto ambiental são fundamentais para a saúde e bem-
estar das pessoas. Temperaturas fora dos limites geram estresse térmico e queda na
produção de trabalhos. Podendo ser analisado, sob dois aspectos: do ponto de vista
pessoal e do ponto de vista ambiental. O ponto de vista pessoal é aquele onde uma
determinada pessoa que se encontre em um determinado ambiente esteja em estado
confortável com relação à sua sensação térmica. Do ponto de vista ambiental, os
estudos de conforto propõem o estabelecimento de um estado térmico para
determinado ambiente, com relação às suas variáveis físicas, para que um menor
número de pessoas estejam insatisfeita com o mesmo (XAVIER, 2011).
O desconforto térmico é uma das maiores reclamações que compõem o
conforto ambiental e os primeiros trabalhos desenvolvidos em 1916, pela Comissão
Americana de Ventilação confirmaram que para trabalhos físicos o aumento da
temperatura de 20ºC para 24ºC diminui o rendimento e de 15% a 30ºC de temperatura
ambiente, com umidade de 80%, o rendimento cai 28% (FROTA e SCHIFFER, 2007).
28
A avaliação do conforto térmico é um processo cognitivo que envolve muitos
dados influenciados por aspectos físicos, fisiologicos e psicologicos (ASHRAE, 2001).
Segundo a psicologia, o processo de conforto térmico é elucidado pelos conceitos de
sensação e percepção. A atenção é um processo mental que permite que as pessoas
se centrem em um determinado estímulo ou informação relevante. A atenção é um
pré-requisito para o funcionamento de processos cognitivos mais complexos. Já que
não é possível avaliar a percepção, a memória ou qualquer outra atividade mental,
sem considerá-la nos processos de atenção (CAMPOS e SANTACANA, 2008).
A insatisfação com o conforto térmico pode ser causada pela sensação de
desconforto de frio ou calor quando o balanço térmico não é estável (LAMBERTS et
al., 2005). Segundo Fanger (1970), para que uma pessoa esteja em conforto térmico,
o balanço térmico deve ser estável, isto é, que todo o calor gerado por seu organismo
seja transferido na mesma proporção ao ambiente, através de perdas por convecção,
radiação, evaporação e eventualmente também por condução através das roupas.
Segundo o autor, essa condição, embora necessária, não é suficiente, pois existem
muitas combinações de variáveis ambientais e pessoais que, mesmo satisfazendo a
situação de balanço térmico, não fornecem conforto à pessoa. Quando ocorre este
tipo de combinação, a pessoa está sujeita a algum tipo de desconforto localizado.
A ambiguidade existente na definição clássica de conforto térmico, condição
da mente e condição do corpo, fez com que surgisse a definição de Neutralidade
Térmica, referenciando a condição física do balanço térmico, a qual segundo Fanger
(1970), pode assim ser definida: “a situação onde uma pessoa não prefira nem mais
calor nem mais frio no ambiente ao seu redor”. Portanto, a neutralidade térmica é o
estado físico no qual todo o calor gerado pelo organismo através do metabolismo é
trocado na mesma proporção com o ambiente ao redor, não havendo nem acúmulo
de calor, nem perda excessiva do mesmo, mantendo a mesma temperatura
constante. A neutralidade térmica, é uma condição necessária, mas não suficiente
para que a pessoa esteja cm conforto térmico (LAMBERTS et al., 2005). Pode-se
representar esquematicamente conforme a Figura 1, as condições necessárias para
a obtenção de conforto térmico conforme esquema abaixo (LAMBERTS et al., 2011).
Quando as trocas de calor entre o corpo humano e o ambiente ocorrem sem
maior esforço, a sensação do indivíduo é de conforto térmico e sua capacidade de
29
trabalho, desse ponto de vista é máxima. Se as condições térmicas ambientais
causam sensação de frio ou calor é porque nosso organismo está perdendo mais calor
ou menos calor que o necessário para homeotermia, que passa a ser conseguida com
esforço adicional que representa sobrecarga, com queda de rendimento do trabalho
até o limite, sob condições de rigor excepcionais, de perda total de capacidade de
trabalho e /ou problemas de saúde (FROTA e SCHIFFER, 2007).
Podemos definir ainda, que os estudos de conforto térmico apresentam caráter
multidisciplinar, possuindo ligação estreita com a área de Engenharia, em várias de
suas modalidades, de Arquitetura, das Ciências da Saúde e Ciências Humanas
(XAVIER, 2000).
Figura 1- Representação esquemática das condições de conforto térmico em um ambiente real.
Fonte: Lamberts, Xavier & Goulart, 2011
O mecanismo termorregulador do organismo que tem como objetivo a
manutenção da temperatura corporal constante. Assim sendo, um organismo
exposto por longo tempo à um ambiente térmico constante, moderado, tenderá há
um equilíbrio térmico com esse ambiente. A maioria dos modelos de trocas
térmicas entre o corpo e o ambiente, bem como as medições de sensações
térmicas, estão relacionadas com a clássica teoria de transferência de calor,
introduzindo equações empíricas que descrevem os efeitos de conhecidos
controles reguladores fisiológicos. O modelo utilizado na Norma Internacional ISO
7730, utiliza o “estado estacionário”, ou permanente, desenvolvido por Fanger, o
qual assume que o corpo, num ambiente, encontra-se em estado de
30
equilíbrio, não ocorrendo, portanto, acúmulo de calor em seu interior. O corpo
assim modelado, encontra-se bem próximo à condição de neutralidade térmica
(LAMBERTS et al., 2011).
A expressão do balanço de energia entre o corpo e o ambiente, pode então
assim ser escrita da seguinte forma:
Equação 1 – Balanço de Energia entre corpo e ambiente
M – W= Qsk + Qres
As perdas de calor pela pele (Qsk) e respiração (Qres), também são expressas
em forma de mecanismos de perda de calor, como convecção, radiação e evaporação,
e assim atinge-se a expressão dupla que representa o balanço de calor para um corpo
em estado estacionário:
Equação 2 – Expressão Dupla: Balanço do calor para um corpo em estado
estacionário
M −W = Qsk + Qres = (C + R + Esk) + (Cres +Eres)
Onde:
M = Taxa metabólica de produção de calor (W/m²)
W = Trabalho mecânico desenvolvido pelo corpo (W/m²), sendo que para a
maioria das atividades humanas esse trabalho é nulo.
Qsk = Taxa total de perda de calor pela pele (W/m²). Igual a perda de calor pela
evaporação pela pele mais a condução de calor da pele até a superfície externa das
roupas, podendo ser escrita como: Qsk = Esk + KCl.
Qres = Taxa total de perda de calor pela respiração (W/m²)
C+R= Perda de calor sensível pela pele (W/m²) - Convecção e radiação. Seu
valor é igual a perda de calor por condução até a superfície externa das roupas.
Esk = Perda de calor latente pela pele, através da evaporação (W/m²)
Cres = Perda de calor sensível pela respiração, por convecção (W/m²)
Eres = Perda de calor latente pela respiração, por evaporação (W/m²)
Todos os termos da equação anterior, são dados em termos de energia por
unidade área, e os mesmos referem-se à área da superfície do corpo nú. Uma
31
expressão convencional para o cálculo dessa área, é dada através da expressão da
área de DuBois (AD).
Conforme a ASHRAE 55 Fundamentals, cap. 8 apresenta que a perda latente
de calor, por evaporação do suor, em função da atividade sugere que existem 3
condições para que se possa atingir o conforto térmico segundo estudos de Fanger
(1970) realizadas em câmaras climatizadas:
a) que a pessoa se encontre em neutralidade térmica;
b) que a temperatura de sua pele, e sua taxa de secreção de suor
expressões, estejam dentro de certos limites compatíveis com sua atividade;
c) que a pessoa não esteja sujeita a desconforto localizado.
Sob esse enfoque estudos de campo de Nicol (1993), cita fatores e condições
que influenciam a obtenção do conforto térmico, os quais, segundo o autor, são de
ordem fisiológicos, psicofísicos, físicos e comportamentais. Que a interação entre
pessoa e ambiente é complexa e tem sido objeto de vários estudos. Desde os
processos internos pelos quais as pessoas produzem e respondem ao calor até os
processos de transferência de calor entre o homem e ambiente.
Desse modo, a adaptação térmica pode ser atribuída à três diferentes
processos - ajuste comportamental, aclimatação fisiológica e habitação psicológica ou
expectativa, onde ambos são evidenciadas em estudos de campo e indicam que o
processo mais lento de aclimatização não é a adaptação térmica nas condições
relativamente moderadas encontradas nos edifícios, mas sim ajustes e expectativas
têm uma influência muito maior (ARENS et al.,1998). Além disso, os estudos recentes
sobre a abordagem de conforto adaptativo qualificam o conforto térmico como não
somente um julgamento sobre a sensação térmica, mas também investigação da
aceitabilidade e preferência da condição térmica em relação às condições
correspondentes à neutralidade térmica (ANSALDI, CORGNATI e FILIPPI, 2007;
BRAGER e DEAR, 2000; CORGNATI et al., 2007), e seus impactos
sobre a atividade humana (MORS et al., 2011).
Portanto, estabelecer parâmetros relativos às condições de conforto requer
incorporar, além das variáveis climáticas, as temperaturas das superfícies presentes
no ambiente e as atividades desempenhadas pelas pessoas. O conhecimento das
exigências humanas de conforto térmico e clima, associadas ao das características
térmicas dos materiais e das premissas para o partido arquitetônico adequado a
climas particulares proporciona condições de projetar edifícios e espaços urbanos
32
cuja resposta térmica atenda as exigências de conforto térmico (FROTA e
SCHIFFER, 2007).
Outro fator importante, é a qualidade ambiental do interior de um edifício que
deve proporcionar saúde, conforto e desempenho para os ocupantes, além de
conforto térmico, visual, acústico e Qualidade interna ambiental. Os altos níveis de
qualidade ambiental podem levar a efeitos positivos em termos de produtividade.
Iluminação inadequada, presença de brilho, ruído de fundo excessivo são apenas
alguns dos problemas que ocorrem, e que pode influenciar os alunos no Desempenho
escolar.
Logo, o conforto térmico é obtido por trocas térmicas que dependem de vários
fatores pessoais e ambientais conduzidos por processos físicos, como convecção,
radiação, evaporação e condução. Além do balanço de calor entre o corpo e o
ambiente. O presente trabalho focou em aspectos relacionados a parâmetros
subjetivos ligados ao conforto térmico.
2.3 Arquitetura Escolar
A arquitetura escolar é vista como uma das áreas do conhecimento que tem
muito a contribuir para que sejam superadas as fragilidades do sistema educacional
do Brasil (DELIBERADOR, 2016). Desse modo, iniciativas que busquem a
compreensão e a influência dos aspectos ambientais com o intuito de avaliar o impacto
nas atividades de ensino e aprendizagem são essenciais.
Entretanto, a edificação escolar apresenta na contemporaneidade uma grande
complexidade projetual para atender diversos integrantes e fatores, como alunos,
professores, espaços destinados a ministrar as aulas e locais adequados para práticas
de esporte, recreação, entre outros. Sabe-se que a arquitetura tem o dever de
conectar todos os usos e agentes envolvidos no ambiente, portanto, o objetivo deste
estudo é proporcionar espaços eficientes, que influenciem positivamente na qualidade
educacional e que atenda às necessidades dos usuários. Dessa forma, torna-se
essencial analisar o impacto da arquitetura escolar na qualidade do ensino e na
aprendizagem dos alunos (BRASIL e SILVA, 2018).
O ambiente e a percepção dos usuários têm influência imediata no seu
comportamento e uso, pois trata da maneira como as pessoas vivenciam os espaços
que as cercam, tanto em seus aspectos físicos sociais, culturais ou históricos
33
(RAPOPORT, 1977; CAVALCANTI e ELALI, 2011). É fundamental compreender os
efeitos da arquitetura escolar, uma vez que a escola faz parte da vida dos indivíduos
durante um longo período de tempo e está relacionada ao desenvolvimento pessoal,
social e intelectual dos indivíduos. A qualidade do ambiente construído, portanto, pode
impactar positiva ou negativamente na saúde, interação social, agressividade, grau de
concentração, conforto físico e satisfação dos usuários. Essas questões também
podem interferir diretamente no andamento do método educativo, bem como na
redução dos custos de operação e nos impactos ambientais do edifício (AZEVEDO,
2002; MUELLER, 2007).
O ambiente escolar e o conforto ambiental podem ser estudados sob diferentes
abordagens, conforme estudos que constam na bibliografia sobre arquitetura escolar;
conforto ambiental; avaliação - pós ocupação; ambiente escolar e produtividade;
comportamento do usuário; psicologia ambiental, entre outros. Logo, trabalhar na
melhoria da qualidade da educação requer estudar não só formas de ensino e
aprendizagem, mas o ambiente físico onde as atividades acontecem. Essa abordagem
pode melhorar os indicadores da educação e contribuir positivamente nas questões
sociais e econômicas, como acredita Richard Daley, ex- prefeito de Chicago entre
1989 e 2011 (SOUZA, 2018).
Na história da arquitetura, existem várias expressões e esquemas que
incorporam o contexto do momento que é vivido. A arquitetura escolar no Brasil seguiu
um caminho muito similar a diversas partes do mundo, acompanhando as mudanças
históricas europeias. Há muito tempo são estudados e questionados os conceitos da
educação para desenvolver a melhor maneira de abrigar suas atividades (SOUZA,
2018). Os indivíduos agem sobre o ambiente, modificando-o, ajustando-o, mas o
ambiente também modifica os indivíduos, influenciando condutas, comportamentos e
ações pelos estímulos gerados a partir desse contato.
No Brasil, a partir da década de 1970, houve um aumento de construções de
caráter educacional, em especial as públicas. Segundo Tibiri (2008), essas edificações
foram concebidas sem o devido cuidado com o conforto térmico em função da grande
necessidade de expandir o número de salas de aula para atender a demanda. As
construções iniciaram em grande escala, sem levar em consideração as diferenças
regionais, abordagem considerada reducionista por prevalecer a padronização e a
valorização do número de salas de aula. Considerando que a construção desses
edifícios escolares teve o objetivo de atender a demanda
34
crescente por vagas em salas de aulas, pode-se inferir que foi priorizada a Assim as
prioridades muitas vezes foram as quantidade, não a qualidade do espaço de ensino
(FERREIRA e MELLO, 2006).
Como é fundamental entender melhor esse cenário, as avaliações pós-
ocupações (APO’S) realizadas em edifícios escolares tem um papel importante, e
demonstram que existe uma série de problemas relacionados ao conforto ambiental.
Percebe-se a insatisfação dos usuários e a necessidade de melhorar a qualidade dos
ambientes de ensino por meio da melhoria da qualidade do espaço construído
(GRAÇA et al., 2004). As pesquisas em APO´S, no Brasil, ocorrem há mais de mais
de trinta anos, ainda há um conhecimento limitado mesmo com esse período de
estudos, principalmente sobre as bases conceituais, metodológicas e de instrumentos
para fazer as APO´S (ORSTEIN, 2016).
Os principais métodos utilizados para as APO’S são: observações, entrevistas,
questionários e medições (levantamentos físicos). O questionário é uma das
ferramentas que se mostra eficiente, já que é bastante conhecido pela população,
pode ser aplicado rapidamente e é de fácil compreensão – o que gera dados
essenciais para realização de análises. Trata-se, portanto, do principal método
utilizado para a pesquisa de campo, além do walkthrough de vivência. Destaca-se que
a confecção do questionário é trabalhosa, pois exige ajustes e fase de pré-testagem
para sua aplicação, o que demanda tempo e disposição (ELALI, 1997).
A arquitetura tem como uma de suas funções organizar e estruturar o espaço
(LAWSON, 2001), pensando e projetando de forma a abrigar pessoas e suas
atividades. As pesquisas em arquitetura escolar demonstram uma grande variedade
de partidos arquitetônicos, e mais comuns encontrados nas escolas são as edificações
em que a planta apresenta salas de aulas enfileiradas nos dois lados de um corredor
central, ou ainda salas abrindo a partir de um corredor lateral (Figuras 2 e 3). Muitos
trabalhos discutem o ensino do futuro e a configuração física apropriada para as novas
escolas: discute-se o formato e os arranjos ideais para aulas, conforme demonstram
os esquemas de edificações escolares nas Figuras 4, 5, 6, e 7 (KOWALTOWSKI et
al., 2001).
Cada um dos esquemas apresentados abaixo expõem uma possibilidade de
organização espacial. Para definir o modelo ideal, deve-se considerar as diferenças
regionais, as variações em relação à topografia, a morfologia e o clima. Assim,
35
estabelecer padrões de projetos para as escolas não é a melhor solução de projeto,
pois o tratamento adequado do conforto térmico, lumínico e sonoro é fundamental.
Quando esses agentes ambientais não são tratados de maneira correta, pode
influenciar negativamente no ambiente escolar e no desempenho dos alunos,
professores e demais colaboradores.
Figura 2 - Esquema de edificação com salas de aula distribuídas através de corredor central.
Figura 3 - Esquema de edificação com salas de aula distribuídas através de corredor lateral
Figura 4 - Esquema de edificação com laboratórios distribuídos através de corredor lateral e centro de salas de aula em torno da biblioteca.
Figura 5 - Esquema de edificação escolar com salas de aula abertas em torno de espaço multiuso.
36
Figura 6 - Esquema de edificação com salas de aula em espaço aberto com uso flexível em torno de área de estudos individuais e centro de recursos didáticos.
Figura 7 - Proposta de planta baixa para módulos de escolas de ensino médio apresentando ambientes variados para acomodar a metodologia “team teaching” (equipe de ensino).
37
Legenda: c = salas de aula; a= administração; b = biblioteca, au = auditório; g = ginásio; l = laboratórios; ei = área de estudos individuais; r = recursos didáticos; h ou mf= sala multiuso; e = estacionamento; s = sanitários; p: sala de professores; cz = cozinha; ar = sala de artes, m = sala de música; ci = sala de ciências; m= sala multiuso.
Ainda segundo a pesquisa realizada por Kowaltowski, Labaki e Pina (2001) a
Fundação de Desenvolvimento Escola – FDE, apresenta algumas recomendações
mínimas referentes ao conforto para ambientes escolares. Documentos esses que
apresentam dados sobre dimensões dos ambientes, aberturas, circulação, escadas,
rampas, número de sanitários e alguns níveis de conforto luminoso, tipos de
organização espacial, entre outros. Observa-se a ausência de indicações referentes
ao conforto acústico, fator essencial no processo de aprendizagem. Na Tabela 1
apresentam-se as informações sobre a Padronização de Ambientes Escolares
determinados pela FDE.
Tabela 1 – Padronização de ambientes escolares determinados pela FDE.
Ambiente Pé-direito (m) Nível de iluminação (lux) Instalações
Administração 2,4 300 Interruptor, tomadas, luminárias, telefone.
Sala dos Professores
2,4 300 Interruptor, tomadas, luminárias.
Sala de Aula 3 300 Tomadas, luminárias
Sala de Leitura
3
500 Interruptor, tomadas, luminárias, telefone, FM/TV.
A capacidade do número de salas varia de 02 a 23 salas de aula.
Forro obrigatório (exceto no galpão).
Iluminação fluorescente.
Pintura semi- impermeável até a altura do peitoril.
Iluminação mínima = 1/5 da área do piso.
Ventilação mínima = 1/10 da área do piso.
Ventilação cruzada obrigatória nas áreas pedagógicas.
Fonte: Adaptado Kowaltowski,Labaki e Pina (2001).
Pesquisas em arquitetura escolar revelam uma grande variedade de partidos
que os projetos podem adotar. As características organizacionais afetam a coesão e
a participação dos alunos em de sala de aula, a orientação despendida
38
individualmente a cada aluno influem no desenvolvimento e comportamento dos
usuários com o ambiente. A configuração do espaço da sala de aula adquire um papel
importante na formação do indivíduo, principalmente no que diz respeito à ordem e
imposições da sociedade e modo devida. Nesse sentido a sala de aula tem um papel
importante (KOWALTOWSKI et al., 2001).
2.4 Técnica de Medição de Desempenho Térmico: Método S-TSV (Votos de
Sensação Térmica Sazonal)
Este estudo testa um novo indicador de desempenho energético a longo prazo
baseado na percepção dos usários. Indicador esse proposto por Cóstola (2019)
chamado de Voto de Sensação Térmica Sazonal (Seasonal Thermal Sensation Vote,
ou S-TSV) para avaliar o desempenho térmico de edifícios sem HVAC. Este indicador
de desempenho apresenta uma compreensão global percebida como lembrança do
usuário, sobre o nível de conforto térmico e satisfação proporcionada pelos edifícios.
Essa métrica combina a escala de 7 pontos criada por Fanger (1970) para o Voto de
Sensação Térmica (TSV) e amplia seu escopo para cobrir períodos de tempo maiores.
A principal vantagem do S-TSV é a capacidade do usuário de informar sobre
sua lembrança de sensações de épocas anteriores, em vez de abordar apenas o
momento atual de conforto térmico. Através dessa abordagem, é possível coletar
dados sobre vários períodos do ano em um única e breve entrevista. Sendo adequado
para casos onde a frequência de avaliações de conforto térmico não são viáveis em
função do tempo, custo ou restrições logísticas. O autor menciona que estes dados
apresentam menor precisão em relação a dados coletados com maior frequência e
em tempo real, como é o caso do PMV e PPD, mas isso não reduz o valor e a
legitimidade dos mesmos. Deve-se ter em mente que os dados têm uma incerteza
inerente, pois a memória das pessoas é afetada por uma série de fatores.
Apesar de usar uma escala de conforto térmico, o S-TSV não deve ser
confundido com um indicador de conforto térmico, o S-TSV, é um indicador de
desempenho. Em princípio, usado para avaliar a percepção de desempenho para
diferentes escalas de tempo e estações. No entanto, devido a simplicidade do método,
deve ser aplicado apenas para os períodos de verão e inverno. Essas estações
representam situações extremas que podem conduzir medidas para
39
atenuar possíveis problemas de conforto térmico e é suficiente para descrever o
desempenho global do edifício. Um nível adicional de detalhes poderia ser
acrescentado separando a coleta de dados para os períodos diurnos e noturnos, pois
a performance térmica pode variar ao longo do dia devido à interação entre a massa
térmica dos edifícios e a amplitude térmica. Essa separação permite um meio mais
eficaz dos usuários expressarem a percepção do desempenho do edifício sob
diferentes condições.
Outra vantagem do S-TSV é que ele pode ser facilmente aplicado para avaliar
o desempenho em grandes escalas e ser um meio de monitorar o desempenho em
relação ao ambiente construído. Pode ser uma ferramenta importante para aumentar
a conscientização sobre os problemas em relação à qualidade interna dos ambientes
construídos, destacando as implicações para a saúde, a produtividade e o bem-estar.
Para cumprir o proposto dessa nova métrica, quatro valores de S-TSV foram
sugeridos pelo autor para descrever o desempenho térmico anual dos edifícios sem
HVAC: S-TSV para dias de verão, para noites de verão, para dias de inverno e para
noites de inverno. Logo, este novo indicador de desempenho não se destina a
substituir, mas a complementar as abordagens atuais (CÓSTOLA et al., 2019). Abaixo
descreve-se o método de aplicação do S-TSV e o resultado de dois estudos já
utilizados.
2.4.1 Aplicação do S-TSV
Para aplicação do método foi realizado um estudo de campo em residências
unifamiliares na cidade de Campinas, SP. A pesquisa foi realizada por meio de
perguntas feitas oralmente pelo entrevistador, que também tomou nota das respostas.
As perguntas cobriram 3 tópicos principais: o S-TSV no momento da entrevista, o S-
TSV para toda a moradia e algumas variáveis de controle socioeconômicas e
comportamentais.
Segundo o autor, usando quatro perguntas simples e diretas citadas na seção
anterior sobre o S-TSV é possível obter uma ideia global sobre o conforto térmico
durante o ano todo, caracterizando os extremos das estações como inverno e verão.
Um exemplo de pergunta para coletar os dados do S-TSV é “Usando escala de
sensibilidade térmica (escala de sete pontos mostrada), como você classificaria o
40
conforto térmico em sua habitação, como um todo, durante o dia no verão?”. É
possível ainda coletar os dados do S-TSV em cada ambiente de permanência
prolongada. O método de aplicação do indicador e alguns resultados obtidos na
primeira pesquisa utilizando o S-TSV serão descritos na próxima seção.
O voto de sensação térmica no momento da entrevista (TSV) foi utilizado como
meio para introduzir a escala de sensibilidade térmica de sete pontos. A escala foi
impressa em páginas A4 e apresentada aos entrevistados e somente a descrição de
cada voto foi apresentada: muito quente, quente, levemente quente, neutro, levemente
frio, frio e muito frio. A coleta de dados sobre o S-TSV foi seguida por questões de
controle que abordam variáveis comportamentais (operação de janelas, calçados,
satisfação geral com a residência e renda). Os resultados das questões de controle
demonstram a capacidade de abordagem do indicador S-TSV em desvendar o
comportamento dos usuários do edifício.
O autor destaca que esta abordagem facilita a coleta de dados sobre a
operação da janela, para cada estação (inverno e verão). Os usuários foram
perguntados se as janelas da casa, em geral, permanecem abertas em quatro
períodos do dia: manhã, tarde, vespertino e noite. Segundo revisão de literatura feita
por Cóstola (2019), os estudos sobre operação da janela são complexos uma vez que
dependem de narrações detalhadas sobre longos intervalos de tempo, usando diários
preenchidos por usuários e/ou sensores para monitorar o estado da janela e outras
variáveis de controle.
Outra situação investigada como variável controle foi o uso de calçados em
casa e seu potencial em relação à influência no conforto térmico. Os entrevistados
foram perguntados se eles estão sempre estavam com pés descalços,
frequentemente ou sempre calçados, para as estações de verão e inverno. As demais
variáveis de satisfação geral e renda seguem o mesmo padrão de perguntas e
posteriormente foi avaliando o grau de significância estatística dos resultados para as
variáveis de controle, através do teste de qui-quadrado com base no princípio de p-
valores de 0,05 (5%).
2.4.2 Resultados da aplicação do método S-TSV em moradias
A análise dos resultados da coleta de dados em residências em Campinas, SP
foram divididos em: desempenho global da amostra de residências, análise do
41
desempenho energético durante o verão, análise do desempenho energético durante
o inverno, a relação entre desempenho energético e satisfação geral com a residência
e a relação entre o desempenho energético e renda. A análise do desempenho global
da amostra de residências, a partir do S-TSV, visa a caracterização do desempenho
energético para este grupo de residências. O autor enfatiza que a definição de política
energética não está ligada diretamente ao uso de energia, como eletricidade ou
combustíveis fósseis, mas sim aos níveis de conforto térmico dos usuários.
Subentende-se que quando há conforto dos habitantes nas residências, não é
necessário o uso de energia elétrica para condicionamento artificial.
Os resultados da frequência de S-TSV para a amostra analisada consideram o
dia e a noite no inverno e no verão, e são apresentados de forma colorida usando um
esquema que facilita a diferenciação de votos com a satisfação de conforto térmico
dos habitantes das residências.
Figura 8 - Apresentação dos resultados do S-TSV
Fonte: Adaptado de Cóstola (2019).
Os resultados encontrados podem ser úteis para identificar potenciais de
melhoria do desempenho térmico de residências sem HVAC. Em alguns casos, os
resultados apresentam-se opostos ao esperado e devem ser investigados em estudos
futuros para identificar as características de construção e operação destas
residências. Também deve ser avaliada a possibilidade de uma resposta térmica
42
incomum desses habitantes devido a hábitos pessoais ou particularidades fisiológicas.
Quanto aos resultados da análise do desempenho energético durante o verão
e o inverno, foi feita uma caracterização do clima da cidade de Campinas. O autor
analisa a amplitude térmica e as temperaturas durante a noite, e verifica que os
edifícios abordados na pesquisa estão em locais ideais para o resfriamento através
da ventilação noturna, associada à ventilação seletiva e controle solar durante o dia.
No entanto o autor encontrou evidências que sugerem que os edifícios são operados
no caminho oposto, onde as janelas são geralmente abertas durante o dia, sugerindo
ganhos solares. À noite, as janelas são fechadas não fazendo uso de baixas
temperaturas do ar para resfriar o edifício usando a ventilação natural.
Apesar de um considerável conjunto de pesquisas de campo sobre operação
de janelas por habitantes de edifícios, o estudo do padrão de operação de janelas
associado ao voto de sensação térmica (S-TSV) pode identificar parte do mau
desempenho térmico durante o verão, o que não foi identificado em pesquisas
anteriores. Os estudos sobre operações de janelas em longos intervalos de tempo
utilizam diários preenchidos pelos usuários das habitações, sensores para monitorar
o estado atual da janela e hábitos diários dos ocupantes. Utilizando a mesma
abordagem adotada na coleta do S-TSV, as perguntas sobre o comportamento dos
usuários convidam os entrevistados a lembrar, no momento da entrevista, o padrão
geral do uso. Esta abordagem facilita a coleta de dados sobre a operação da janela.
A separação de dados sobre a operação de janela em horários diurno e noturno facilita
a compreensão do uso de ventilação em uma determinada cidade. O autor destaca
que a relação entre os grupos de variáveis de controle (operação de janelas, uso de
calçados, etc.) tem diferenças estatisticamente significativas nas respostas térmicas
através do teste de qui-quadrado detalhado no método.
Em relação ao desempenho energético e a satisfação gerada com a habitação,
o autor comenta que a regulamentação NBR 15220, baseada no desempenho térmico
no ambiente construído exige que as habitações brasileiras sem HVAC forneçam
temperatura do ar interior, pelo menos 3°C acima da temperatura externa mínima
durante o inverno. Mas segundo as análises do autor, o desempenho térmico da
habitação ficou abaixo do limite mínimo estabelecido pela norma. Mesmo assim, com
a aplicação do S-TSV o autor cita que a maioria dos
43
usuários dos edifícios relataram estar satisfeitos ou levemente insatisfeitos com o
conforto térmico da habitação. Esse contraste entre o mau desempenho térmico e alta
satisfação geral requer uma melhor investigação.
Como última análise e para entender se as variações da renda desempenham
um papel significativo no desempenho térmico os resultados encontrados indicam que
os entrevistados de renda mais alta têm cerca de duas vezes maior probabilidade de
experimentar o conforto térmico aceitável. O teste de qui-quadrado indicou que as
diferenças de desempenho térmico encontrada entre os dois grupos (maior e menor
renda) é estatisticamente significativo. O autor afirma que tais variáveis de controle
(por exemplo renda), devem ser investigados em estudos futuros utilizando o S-TSV
para descobrir se as pessoas com maior renda (caracterizadas pelo tamanho da
habitação) realmente sentem-se mais confortáveis que as de menor renda em
edifícios sem HVAC.
Abaixo descreve-se as normas de conforto térmico, que apresentam as
técnicas de medição dos índices de conforto ao longo do tempo, técnicas essas não
aplicadas nesse estudo.
2.5 Descrição das Normas de Conforto Térmico
2.4.1 ISO 7730 - Conforto térmico calculado através da ISO 7730 baseada no método
de Fanger Voto médio previsto (PMV) que consiste em um valor numérico que traduz
a sensibilidade humana ao frio e ao calor. Calcula a combinação das variáveis
ambientais como: Temperatura média radiante; Velocidade do ar; Umidade relativa;
Temperatura do ar; Atividade física; Vestimenta. A Tabela 2 apresenta a escala de
sensações térmicas do método.
Tabela 2 – Escala de sensação térmica utilizadas pelo método PMV/PPD
Sensação Térmica Pontos
Muito Frio -3
Frio -2
Levemente Frio -1
Neutro 0
Levemente Quente 1
Quente 2
Muito Quente 3
Fonte: Ashare (2013).
44
2.4.2 ASHRAE Standard 55-2013 (Thermal Environmental Conditions for Human
Occupancy) – a Figura 9 apresenta um método opcional que determina as condições
térmicas aceitáveis em espaços naturalmente ventilados
Figura 9 - Faixas de temperatura operativa aceitáveis para espaços naturalmente ventilados (Ashare Standard 55-2010).
Fonte: Ashare, 2010.
2.4.3 ISO 9920 / 2007 - Influência da vestimenta no conforto térmico, com a
especificação das resistências térmicas das roupas aos fluxos de calor e à
evaporação, baseado em valores de peças, conjuntos e tecidos conhecidos.
2.4.4 ASHRAE Fundamentals Handbook - cap. 8 Thermal Comfort – 1997 - Este guia
normativo da sociedade americana de aquecimento, refrigeração e ar condicionado,
apresenta os fundamentos de termo regulação humana e conforto em termos úteis
aos engenheiros para a operação de sistemas e preparação de projetos e aplicações
para o conforto dos ocupantes de edificações.
2.6 Conforto Térmico Segundo Modelos: Estático e Adaptativo
2.6.1 Modelo Estático:
Ao estudar os aspectos relativos ao conforto térmico, são encontradas duas
abordagens diferentes, a primeira, mais conhecida como estática, representa uma
linha analítica, ou racional da avaliação das sensações térmicas humanas e
considera o homem como um simples receptor passivo do ambiente térmico, sendo
45
essa realizada em câmaras climatizadas e chamada de modelo estático. São
realizadas no interior de ambientes totalmente controlados pelo pesquisador, onde
tanto as variáveis ambientais como as variáveis pessoais ou subjetivas são
manipuladas afim de encontrar a melhor combinação possível (LAMBERTS et al.,
2011).
São seis as variáveis que influenciam na sensação de conforto térmico
baseados em estudos realizados em câmaras climatizadas:
Atividade desempenhada (W/m²);
Isolamento térmico das roupas utilizadas (Clo);
Temperatura do ar (C°);
Temperatura radiante média (C°);
Velocidade do ar (m/s);
Pressão parcial do vapor de água no ar ambiente (kPa).
As duas primeiras variáveis são chamadas “pessoais ou subjetivas”, por não
dependerem do ambiente, enquanto as outras são denominadas “ambientais”. As
respectivas caracterizações das variáveis ambientais, métodos e instrumentos de
medição estão contidas na ISO/DIS 7726/98 (LAMBERTS et al., 2011).
2.6.2 Método Adaptativo:
A segunda abordagem, conhecida como adaptativa considera o homem como
um agente ativo, que interage com o ambiente em resposta às suas sensações e
preferências térmicas. E proveniente de estudos de campo e é conhecida como
modelo adaptativo. São realizadas em ambientes reais, com pessoas
desempenhando suas atividades rotineiras. Neste tipo de pesquisa, o pesquisador
não interfere nas variáveis ambientais e pessoais, pois as pessoas expressam suas
sensações e preferências térmicas em escalas. Pode-se afirmar que a abordagem
adaptativa considera fatores físicos e psicológicos. Estes estudos têm como base os
conceitos de aclimatação, e os fatores considerados podem incluir características
inerentes à demografia como (gênero, idade, classe social), contexto (composição da
edificação, estação, clima) e cognição (atitudes, preferências e expectativas).
Pode-se descrever três mecanismos de adaptação utilizados pelo corpo humano
para se defender dos efeitos do clima:
46
(a) Ajustes comportamentais: são as modificações conscientes ou
inconscientes das pessoas; Estes ajustes podem ainda ser ajustes pessoais (roupa,
atividade, postura), ajustes tecnológicos ou ambientais (abrir/fechar janelas, ligar
ventiladores, usar óculos escuros) e os ajustes culturais;
(b) Ajustes Fisiológicos: Mudanças nas respostas fisiológicas; Adaptações
genéticas: herança genética de um indivíduo ou grupo de pessoas; Aclimatação:
mudanças inerentes ao sistema termorregulador;
(c) Ajustes Psicológicos: Percepções e reações das informações sensoriais;
Habituação, exposição repetitiva ou crônica, que conduz a uma diminuição da
intensidade da sensação evocada anteriormente (LAMBERTS et al., 2011).
2.7 Estudos sobre Conforto Térmico e Produtividade
Muitos estudos têm demonstrado que se as pessoas trabalham em boas
condições ambientais a sua produtividade e bem-estar melhoram (PENNISI et al
2014). Desta forma existe uma extensa pesquisa sobre conforto térmico ao longo de
várias décadas e que nos trouxe duas abordagens principais, o termo fisiológico e do
conforto adaptativo. Ambas têm sido desenvolvidas a partir de estudos com indivíduos
adultos e formam a base para os padrões de conforto térmico, que incluem ISO 7730,
ASHRAE Standard-55 e a nível europeu a EN 15251 (TELI et al, 2012).
Mendell e Heath (2005) descobriram que as temperaturas mais quentes (acima
de 24 °C) tendem a reduzir o desempenho, enquanto as temperaturas mais frias
(abaixo de 22°C) reduzem a destreza e velocidade manual. No entanto, essas faixas
de temperatura podem ser dependentes das zonas climáticas em que o estudo é
sendo conduzido.
De acordo com Fanger (1972), a razão de criar-se condições de conforto
térmico, reside no "desejo do homem de sentir-se termicamente confortável". Além
disso, continua o autor, o conforto térmico pode ser justificado do ponto de vista da
"performance humana". Embora, a redução da performance humana com o calor ou o
frio seja, ainda uma questão pouco clara ou conclusiva, conforme pode-se notar no
estudo realizado por Woods e Winakor (1981), em uma lavanderia de um hospital nos
Estados Unidos, suspeita-se que a performance manual e intelectual é geralmente
maior na presença de conforto térmico.
47
Estudos de laboratório, relativos à performance, também foram realizados por
Nelson et al. (1987). O estudo analisou a produtividade, fadiga e estado psicológico
(vigor, concentração, ativação e bom humor) de 144 pessoas (71 homens e 73
mulheres), em uma câmara de testes controlada em 13ºC, 23ºC e 30ºC de
temperatura e a umidade relativa constante de 40%. As pessoas escreviam estórias
relacionadas a figuras, e a produtividade era medida em termos de número de
palavras e número de temas desenvolvidos. O estudo indicou que o trabalho em
condições frias aumentou o vigor, a concentração, ativação e o bom humor. O autor
sugere que temperaturas consideravelmente mais baixas do que aquelas
recomendadas para conforto, podem trazer benefícios à produtividade (NELSON e et
al., 1987).
A tendência de preferir determinados ambientes térmicos foi discutida por
McIntryre (DJAMILA et al., 2014). Em seus estudos ele descobriu que as pessoas em
climas quentes podem preferir um ambiente ligeiramente frio e as pessoas em climas
frios podem preferir um ambiente ligeiramente quente e as pessoas em ambiente
interno naturalmente ventilado sentem-se mais confortáveis do que em um ambiente
interno totalmente condicionado. Estudos de campo recentes em salas de aula
confirmaram os resultados (WONG e KHOO, 2003) (CORGNATI et al., 2007).
Baker e Standeven (1996) relacionam a satisfação das pessoas com a
capacidade que elas possuem de se adaptar ao ambiente. Segundo os autores, todos
os organismos vivos possuem características de irritabilidade, que é a sensibilidade
às atividades de adaptação para promover trocas com o ambiente. Os autores
sugerem que quando a causa de um estímulo ambiental é conhecida e entendida,
como os efeitos da radiação solar ou do resfriamento localizado por correntes de ar
em dias com vento, as pessoas são mais tolerantes e a zona de conforto e satisfação
é ampliada. "Tolerância cognitiva", e exemplificam que a adaptação é fundamental à
sobrevivência. O exercício adaptativo é uma necessidade humana fundamental
(BAKER e STANDEVEN, 1996).
Um estudo realizado com 75 alunos universitários em Santa Catarina em 2009
utilizando modelos propostos por Batiz e Goedert, o teste das figuras de Rey e cálculo
de PMV e PPD pelas expressões de Fanger para medir rendimento da atenção e
memória dos alunos. Constatou-se que 70% dos avaliados obtiveram resultados
positivos no teste de memória e atenção. Concluiu-se que o ambiente
48
térmico obtido na medição entre 18°C e 26°C não prejudicou a atenção e memória e
que todos os alunos que estavam em condição de conforto apresentaram resultados
positivos (CONCEPCI et al., 2009).
Santos, Coutinho e Araújo (2002) mencionam que um ambiente térmico de
ensino deva se adequar ao conforto térmico dos estudantes, para que estes possam
manter um certo equilíbrio, quer físico e/ou psíquico sem necessidade de esforço de
adaptação.
Corgnati e Filippi (2009) analisou duas salas de aulas em três diferentes locais
na região de Turim (Itália), caracterizado por inverno frio-seco e verão quente- úmido.
Neste estudo, a comparação entre os votos subjetivos e os votos previstos
decorrentes do acompanhamento objetivo de parâmetros térmicos, permite testes de
campo baseado numa abordagem racional e numa abordagem adaptativa. Os
resultados obtidos com as duas abordagens foram comparados com os votos
subjetivos dos alunos. E verificou-se uma tendência para a preferência térmica de
ambientes ligeiramente quentes no inverno para ambientes neutros na meia estação.
Isto sugeriu uma interessante hipótese de tendência da preferência térmica, em
função da estação. (CORGNATI et al., 2009).
Know e Shun (2003) analisam a relação do conforto em salas de aula ventiladas
naturalmente e com ar-condicionadas no Japão. As condições climáticas internas de
salas de aula naturalmente ventiladas em Tóquio e Yokohama não se enquadram nos
limites de conforto do ASHRAE 55-92. Ocupantes de salas de aula naturalmente
ventiladas responderam que prefeririam ser mais frias. Os comportamentos
adaptativos foram observados em salas de aula com ar- condicionado e em salas de
aula naturalmente ventiladas, porém existe pouca oportunidade de ajuste pois
estudantes usavam uniformes (KWOK e CHUN, 2003) .
Wong e Khoo (2003) ventilaram mecanicamente salas de aula em Singapura
para avaliar condições térmicas durante o período de aula e os dados demonstraram
que nenhuma sala de aula apresentou condições térmicas dentro da zona de conforto
do padrão ASHRAE 55. Os ocupantes encontraram uma faixa de temperatura além
da zona de conforto aceitável, geralmente aceitando sensações térmicas quentes. A
maioria das salas de aula dependiam de uma combinação de ventilação cruzada e
mecânica. Com base na escala de Bedford, os níveis de aceitabilidade de 75,5%
foram obtidos para este estudo. Isso indica que as condições de conforto térmico das
salas de aula estavam um pouco abaixo do nível
49
recomendado de aceitabilidade de 80%. O estudo mostrou que quase metade dos
entrevistados queixou-se do calor radiante das janelas. Houve proposta para
condicionar as salas de aula em todas as escolas, porém o custo da energia para a
aplicação desta proposta deveria ser cuidadosamente considerado (WONG e KHOO,
2003).
Montazami et al. (2017) realizaram estudo no Reino Unido em 27 salas de aula
de oito escolas e entrevistaram 603 alunos com idades entre 8 e 11 anos sobre o
conforto térmico em casa e na escola. O comportamento foi estudado sob duas
categorias de comportamento pessoal (por exemplo, ajuste de roupas) e
comportamento ambiental (por exemplo, pedir aos professores para abrir janelas). O
contexto socioeconômico das crianças foi investigado através dos dados disponíveis.
Os resultados indicam que o comportamento das crianças difere dependendo do seu
contexto socioeconômico. Existe uma relação forte entre a percepção térmica das
crianças em casa e na escola entre aqueles que vêm de origens menos privilegiadas.
As experiências térmicas em casa provavelmente se refletirão na sala de aula além
da relação significativa entre a percepção das crianças do conforto térmico e sua
realização acadêmica. A pesquisa sugere que a percepção das crianças difere
significativamente de adultos no mesmo espaço.
Em estudos realizados por Wargocki et.al. (2005) em uma escola primária com
470 alunos de 6 a 16 anos em uma cidade na Dinamarca mede os efeitos da
temperatura do ar na sala de aula e da taxa de fornecimento de ar externo sobre o
desempenho do trabalho escolar. Os resultados mostraram que o aumento da taxa de
fornecimento de ar em salas de aula melhorou o desempenho de muitas tarefas.
Constataram que reduzir a temperatura de 25º C a 20º C gerou um efeito positivo
sobre o desempenho dos estudantes.
Na pesquisa de Mors em 2011, no qual fez isolamento médio da roupa de
crianças de 9 a 11 anos em uma sala de aula da escola primária. A diferença entre
homens e mulheres foi pequena, a maior diferença foi cerca de 0,1 clo e a partir dos
resultados obtidos para este pequeno grupo (n= 79), pode-se concluir que o método
PMV subestima as propriedades térmicas para crianças. Nestes resultados, o
metabolismo foi estimado usando dados de adultos conforme a área de superfície
corporal reduzida. Isso mostra que o método PMV não pode ser aplicado a crianças
em uma sala de aula e que o PMV com metabolismo corrigido da área superficial é
50
melhor, mas ainda não resulta em previsões válidas da sensação térmica dessas
crianças (MORS, 2011).
Em um estudo realizado na Austrália em duas temporadas de verão com 4866
respostas coletadas em salas de aula de escolas primárias e secundárias teve como
objetivo compreender melhor a percepção do conforto térmico. Os alunos preferiam
as sensações "mais frias do que neutras". As crianças da escola indicaram o
condicionamento de ar como seu método de termo regulação, entre outras opções
adaptativas. Os resultados indicaram que os alunos já colocados em salas de aula de
ar condicionado eram mais propensos a preferir ar condicionado para a manutenção
do seu conforto, em comparação com os alunos acomodados em salas de aula sem
ar condicionado (DEAR e KIM, 2017).
Na França, foi realizado um estudo pós-ocupação em um prédio educacional
em conformidade com os padrões de Qualidade Ambiental Elevada (HQE®) utilizando
programa Building Management System (BMS) para analisar o consumo de energia
por três anos. A demanda de energia pós-ocupação excedeu a níveis de consumo
previstos. A qualidade do ar interior (IAQ) foi avaliada pelo monitoramento e análise
dos níveis de CO2 e foram satisfatórios em 95%. A avaliação subjetiva também foi
realizada de acordo com questionários preenchidos por 41 estudantes. Os resultados
indicam que o aumento da temperatura interna em 1°C pode melhorar a sensação
térmica interna, mas gera entorno de 12% de aumento no consumo de energia
(MERABTINE et al., 2018).
Muitos estudos apontam que produtividade e qualidade do trabalho realizado
por uma pessoa estão diretamente relacionadas com as condições do ambiente e que
as condições térmicas adequadas podem influenciar positivamente (ARENHARDT,
2017). Nesse sentido Coutinho Filho (2007) uma vez que exista essa relação direta
da qualidade e produtividade afirma que as salas de aula também precisam fornecer
a seus alunos e professores condições saudáveis afim de garantir qualidade em uma
das atividades mais importantes da sociedade
Salas de aula são exemplos de ambientes em que as oportunidades de
adaptação são bastante limitadas (Corgnati et al., 2009). A condição térmica nas salas
de aula deve ser considerada com cuidado, principalmente devido à sua alta
densidade de ocupantes e às influências negativas do ambiente térmico insatisfatório
tem sobre a aprendizagem dos alunos. Enquanto ocupantes de casas e escritórios
podem ajustar suas roupas e atividades em resposta a qualquer stress
51
térmico a liberdade de estudantes de fazer o mesmo enquanto estão nas escolas é,
em certa forma limitada (WONG e KHOO, 2003).
Barbhuiya e Barbhuiya (2013) comentam que o conforto térmico em edifícios
destinados ao ensino, em particular, é de extrema importância. Isso porque o
desconforto térmico em tais construções pode criar condições insatisfatórias, tanto
para funcionários quanto para alunos, o que pode se tornar uma distração para os
ocupantes do ambiente, que ficam suscetíveis à redução de produtividade e de
desempenho.
Por fim, observa-se que existem muitos estudos com o intuito de encontrar
relação entre o conforto térmico, produtividade no ensino e aprendizagem de escolas
e ambientes de trabalho (HEATH e MENDELL, 2002). As salas de aula são ambientes
onde se deve ter atenção e cuidado com as condições térmicas e com a qualidade
ambiental interna (QAI), devido à alta densidade de ocupantes e devido as influências
negativas que um ambiente térmico insatisfatório exerce sobre aprendizagem e
desempenho dos ocupantes (WONG e KHOO, 2003).
Nota-se também que desde os primórdios da história sobre espaços destinados
à educação sempre houve a preocupação que esses favorecessem a aprendizagem.
O importante é adequar a prática educativa com o ambiente em que o aluno está
inserido Busca do equilíbrio e a ambientação adequada torna-se indispensável, desde
o local onde o prédio está inserido, posição das salas de aula até a disposição da
mobília deve estar em harmonia (ELALI, 2003).
2.8 Conclusões
Com base na revisão de literatura exposta acima, é possível fazer as seguintes
conclusões que:
Os estudos sobre conforto ambiental são fundamentais para a
produtividade e bem-estar das pessoas.
A adaptação térmica é atribuída a três processos: ajuste
comportamental, aclimatação fisiológica e habitação psicológica ou
expectativa.
A métrica descrita como S-TSV (Voto de Sensação Térmica Sazonal)
apresenta uma compreensão global, do ponto de vista do usuário sobre
o nível de conforto térmico e satisfação proporcionada pelos
52
edifícios e deve ser utilizada apenas para as estações de verão e
inverno.
Para pesquisas de campo e de avaliação pós-ocupação os principais
métodos utilizados são: observações, entrevistas, questionários e
medições. O questionário se mostra eficiente por ser bastante conhecido
da população;
A abordagem adaptativa em pesquisas de campo são a chave para o
desenvolvimento de uma investigação de desempenho e conforto
térmico, pois permite um real entendimento da interação do usuário com
o seu ambiente;
Algumas pesquisas sugerem que a satisfação das pessoas está
relacionada a sua capacidade de se adaptar ao ambiente;
Estudos demonstram que o aumento da temperatura da sala de aula
pode ter um efeito negativo sobre o conforto térmico e desempenho
acadêmico. O desconforto diminui o tempo de atenção quando a
temperatura e a umidade excedem sua zona de conforto;
Usuários têm melhor performance em ambientes com temperaturas
reduzidas;
Aumentar as taxas de ar em salas de aula melhora o desempenho dos
alunos em muitas tarefas. Uma ressalva, referente a estação e o clima
onde as edificações estão inseridas;
A percepção térmica de casa se reflete na escola daqueles que vem de
origem menos privilegiada segundo estudos realizados em 2017 por
Montazami, Gaterell, Nicol, Lumley e Thoua;
Experimentos indicam que melhorar as condições da sala de aula pode
melhorar substancialmente a desempenho dos estudantes;
Existe uma demanda por estudos que sejam capazes de caracterizar
edifícios educacionais de forma confiável e simples, permitindo
identificar aqueles cujo desempenho é insatisfatório e onde medidas
corretivas se fazem necessárias.
O próximo capítulo descreve o processo de coleta de dados adotado nessa
pesquisa.
53
3 MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Localização dos edifícios estudados
A pesquisa foi realizada no município de Passo Fundo/RS, situado na região
norte do Rio Grande do Sul, distante aproximadamente 289 km da capital do estado,
conforme demonstra a Figura 10. Uma cidade de porte médio e afirmou-se nas últimas
décadas como a capital do Planalto Médio gaúcho. Possui um importante polo
universitário. É referência no atendimento em saúde e conta com dinâmica atividade
nos setores de serviços, comércio, indústria e agronegócio. Possui temperaturas
médias anuais de 17,5 °C e com máximas em torno de 28 °C em janeiro e 18 °C em
julho e mínimas de 17 °C em janeiro e 9 °C em julho e umidade relativa do ar com
média anual de 72% (Gráfico 1), segundo (EMBRAPA, 2019).
Figura 10 – Mapa de Localização de Passo Fundo/RS
Fonte: DreamsTime, 2019
54
Gráfico 1 - Temperatura Média Anual (°C)
Fonte: Embrapa, 2019
3.2 Objeto de Estudo (Escolas participantes da pesquisa)
Para compor o objeto dessa pesquisa, foram selecionadas dez escolas públicas
administradas pelo governo do estado do Rio Grande do Sul, situadas no município
de Passo Fundo/RS. O município conta com 107 escolas públicas (sendo
38 estaduais, 68 municipais e uma federal) e 40 particulares. Para definir a quantidade
de salas de aula e de pessoas entrevistadas, foram utilizados registros do censo de
2016 disponibilizados pelo setor de estatística da Secretária Estadual de Educação.
No ano de 2016, havia 5.854 alunos matriculados, sem incluir alunos do EJA - Ensino
de Jovens e Adultos (SECRETÁRIA DE EDUCAÇÃO, 2016).
Assim, a fim de restringir o objeto, foi estabelecido o número de dez instituições
para realização do estudo sobre desempenho térmico. É uma amostra significativa,
capaz de oferecer um resultado expressivo em termos de pesquisa experimental, uma
vez que Passo Fundo possui 17 escolas de ensino médio estaduais, das quais 60%
participaram desta pesquisa. As instituições participantes foram escolhidas conforme
relevância, em termos de quantidade de alunos, tempo de existência e disponibilidade
de participação. Como um critério de seleção, foram escolhidas escolas em diferentes
bairros do município, conforme demonstra o mapa de localização da Figura 11. A
seguir, estarão listadas as escolas de acordo com a ordem em que foi realizada a
pesquisa.
55
Figura 11 – Imagem de satélite com localização das escolas
Fonte: Google Maps (2018).
Escola Estadual De Ensino Médio Protásio Alves: Localiza-se na
Avenida Brasil s/n no centro da cidade.
Colégio Estadual Joaquim Fagundes Dos Reis: Localiza-se na Avenida
Brasil, 1241 no Bairro Boqueirão.
Colégio Tiradentes Da Brigada Militar - Passo Fundo: Localiza-se na
Rua Bento de Menezes, 583 no Bairro Vila Rodrigues.
Escola Estadual De Educação Básica Nicolau De Araújo Vergueiro
(ENAV): Localiza-se na Rua Paissandú, 1899 no centro da cidade.
Instituto Estadual Cecy Leite Costa (CECY): Localiza-se na Rua
Presidente Vargas, 1275 no Bairro Vila Rodrigues.
Escola Estadual De Ensino Médio Maria Dolores Freitas Barros:
Localiza-se na Rua João Catapan, no Bairro Santa Marta.
Escola Estadual De Ensino Médio Professora Eulina Braga: Localiza-se
na Rua Uruguai, 304 no Bairro Annes.
Escola Estadual De Ensino Médio Adelino Pereira Simões: Localiza-se
na Travessa André da Rocha, 235 no Bairro Nonoai.
56
Escola Estadual De Ensino Médio Alberto Pasqualini: Localiza-se na
Av. Aspirante Jenner, 334 no Bairro Vila Santa Maria.
Escola Estadual De Ensino Médio Antonino Xavier E Oliveira: Localiza-
se na rua Cel. Gervásio Annes, 37 no Bairro Vila Luiza.
3.3 Método
O método utilizado para esse estudo é o S-TSV. O S-TSV (Voto de Sensação
Térmica Sazonal) é definido como a sensação térmica global percebida de maneira
geral em um edifício como lembrança (CÓSTOLA et al., 2019). Através desse
indicador é possível recolher dados sobre vários períodos do ano em uma única e
breve entrevista. O método apresenta uma compreensão global, do ponto de vista do
usuário, sobre o nível de conforto térmico e satisfação proporcionado pelos edifícios.
Os dados sobre os S-TSV podem, por exemplo, informar inconscientemente em uma
única coleta de dados geral para uma determinada época do ano a informação
suficiente para descrever o desempenho global do edifício de forma intuitiva. Portanto,
a principal diferença deste e de outros indicadores de conforto térmico utilizados em
levantamentos de campo é a capacidade do pesquisador de perguntar para os
usuários sobre suas lembranças de sensações de épocas anteriores, e não apenas
abordar o atual estado de conforto térmico.
Para realizar a pesquisa de campo em salas de aula, foram necessários alguns
ajustes em relação aos questionamentos propostos por Cóstola (2019), utilizados em
residências. Além de sua aplicação ser diferente, de maneira geral os alunos
permanecem apenas durante um turno em sala de aula, diferentemente do tempo que
se passa em residências. Na proposta de Cóstola (2019), as perguntas cobriram três
tópicos principais: o S-TSV no momento da entrevista; o S-TSV para toda a moradia
e algumas variáveis de controle socioeconômicas e comportamentais. Por outro lado,
nesta pesquisa foi solicitado aos alunos que informassem como se sentiam, de
maneira geral, para verão e inverno, mas sem coletar dados sobre o momento atual
do conforto térmico. Não foi possível considerar o padrão socioeconômico, pois havia
alunos menores de idade e seria necessária a autorização dos pais, o que inviabilizaria
a coleta de dados em um curto espaço de tempo.
57
Ressalta-se que a pré-teste, ocorrido na Escola Protásio Alves em maio de
2017, foi essencial para melhor compreensão e desenvolvimento da pesquisa. Essa
pré-testagem foi realizada em uma turma de ensino médio, no turno da manhã, com
a participação voluntária de 21 alunos e um professor. Dessa maneira, foi possível
testar a aplicabilidade do método e das ferramentas para viabilizar a eficácia e o
sucesso na coleta de dados. Na visita, que aconteceu em dois momentos, foi possível
compreender como seriam realizadas as coletas de dados, quais parâmetros
deveriam ser coletados, quanto tempo necessitaria e qual a melhor forma de coletá-
los (questionário e registros fotográficos).
O primeiro momento foi para conhecer a escola e apresentar a proposta ao
diretor e à coordenação pedagógica, e o segundo momento ocorreu para fazer a
coleta de dados. Após essa coleta, foi possível realizar a validação do processo e
ajustar as ferramentas para o formato apresentado nas seções a seguir. Além da pré-
testagem, os dados gerais sobre as escolas de Passo Fundo, fornecidos pelo setor de
estatística da 7ª Coordenadoria de Educação, foram fundamentais para o
fornecimento de dados gerais do Censo 2016 e 2017. Assim, foi possível estimar
quantidade de escolas, localização, número de alunos e desempenho escolar geral
por meio de planilhas estatísticas. Maiores detalhes, explicações e aplicações sobre
método estão descritos na revisão de literatura, seção 2.4: Técnicas de medição de
desempenho: Método S-TSV (Voto de Sensação Térmica Sazonal).
3.4 Experimento e Abordagem Metodológica
O presente estudo testou um novo indicador, o S-TSV (Voto de Sensação
Térmica Sazonal) utilizado para avaliar os níveis de conforto em uma escala de 7
pontos. O indicador é definido como a sensação térmica global percebida em épocas
anteriores no verão ou inverno, que ao invés de investigar conforto térmico em um
conjunto de condições e estações traz uma abordagem da memória de sensação
térmica de maneira geral, conforme descrito na seção 2.5.
Na pesquisa de campo buscou-se caracterizar a percepção dos alunos em
relação ao conforto térmico e a correlação com o desempenho escolar. Este estudo
foi realizado em salas de aula ocupadas por alunos do ensino médio com idades que
variam de 14 a 25 anos e até o momento da entrevista desempenhavam suas
atividades de maneira regular, para assim manter o ambiente e a rotina de ensino o
58
mais normal possível. Durante os experimentos os professores e os alunos podiam
abrir as janelas e as portas como de costume, em salas de aula climatizadas
artificialmente podia permanecer com equipamento ligado ou desligado, conforme
preferência dos alunos e professores. A pesquisa de campo seguiu os seguintes
passos:
Identificação das variáveis a serem pesquisadas;
Definição do método e confecção dos questionamentos a serem
aplicados no Projeto Piloto;
Após aplicação do Projeto Piloto foi realizada a readequação das
variáveis a serem investigadas;
Delimitação da amostra de campo (alunos de ensino médio da rede
estadual) e dimensionamento aproximado da amostra (quantidade de
escolas e alunos);
Escolha e preparo das ferramentas (questionário – papel);
Contato via telefone e/ou e-mail com administradores escolares
(diretores, vice-diretor ou coordenadores pedagógicos);
Apresentação e aplicação do questionário aos participantes (Professor
e alunos);
Coleta dos dados obtidos com a aplicação do questionário;
Organização dos dados;
Análise de dados;
Discussão dos resultados.
Observação referente a escolha da ferramenta para coleta de dados: o método
de coleta através do indicador criado por Cóstola (2019) permitiu uma avaliação geral
das escolas. Sua aplicação poderia ser facilitada pela inserção da tecnologia como
uso de tablets e/ou smartphone como utilizado na pesquisa realizada em residências
em Campinas/RS. Como não se tinham equipamentos em números suficientes, uma
vez que no espaço escolar em geral se tem um número significativos de alunos, foi
optado pelo uso de questionário em papel.
Caso esse processo de coleta de dados em grande escala fosse com o uso da
tecnologia garantiria registrar e contabilizar as informações de forma automática,
reduzindo o tempo de trabalho. Com aperfeiçoamento da ferramenta seria possível a
59
replicação em outras tipologias arquitetônicas onde possuem grande população de
forma mais rápida, sem demandar tanto tempo de coleta e transcrição de dados.
3.5 Variáveis Analisadas
Avaliou-se os seguintes parâmetros na sala de aula:
Área e densidade por ocupação nas salas de aula;
Pé-direito;
Percentual de área de aberturas em relação as paredes;
Tipos de piso e teto nas salas de aula;
Presença de equipamentos como: ventiladores e ar-condicionado;
Presença de mecanismos e/ou dispositivos de sombreamento
(persianas, cortinas ou brises);
Identificação dos tipos de ventilação (cruzada ou unilateral);
Posição solar das salas de aula (leste, oeste, norte e sul).
3.6 Estudo de campo
O contexto adaptativo permite que pessoas mudem suas roupas, sua atividade,
sua postura e quando a edificação permite, a temperatura, o movimento do ar e até a
umidade podem ser alteradas (NICOL, 2004). Portanto, as pesquisas de campo
relatam os dados reais vivenciados pelos usuários. As sensações registradas são as
respostas obtidas nos questionários, com os quais são reunidas as variáveis
subjetivas e investigam-se as condições de conforto proporcionadas pelos ambientes
com perguntas e respostas. O questionário faz o usuário pensar sobre o ambiente
térmico que está sujeito diariamente.
O modelo de medição de desempenho térmico ao longo do tempo, utilizado
para essa pesquisa teve o intuito de testar a aplicabilidade da métrica S-TSV - Voto
de Sensação Térmica sazonal, (CÓSTOLA et al., 2019). A pesquisa foi realizada
usando perguntas fechadas feitas via questionário impresso pelo entrevistador que
também tomou nota das respostas, reações e observações relatadas pelos
participantes.
Na pesquisa de campo foram entrevistados professores, alunos e alguns
diretores. A pesquisa teve adesão voluntária e buscou-se caracterizar a percepção
60
dos usuários em relação ao conforto térmico oferecido pelas salas de aula e
correlacioná-la com o desempenho escolar. As coletas de dados foram realizadas em
dois lotes, um nos meses de julho e agosto e outro entre setembro e início de outubro
de 2018. Dentre as informações gerais, foi pedido aos alunos para marcarem o que
eles vestiam de maneira geral nas estações (verão e inverno) por meio de uma lista
de verificação de vestuário para descobrir o nível de isolamento térmico proporcionado
pela vestimenta.
Salienta-se que antes dos alunos e professores responderem o questionário foi
realizada uma breve explicação sobre a pesquisa. Quando os questionários foram
entregues, os respondentes foram orientados sobre a importância e a
responsabilidade das respostas. Caso as respostas fossem forjadas, seriam
detectadas pelo cruzamento dos dados sendo esses questionários descartados,
diminuindo dessa maneira o número total da amostra. Na seção a seguir apresentam-
se e explicam-se sobre cada um dos questionários aplicados na pesquisa de campo.
3.7 Organização dos Questionários
Para cumprir o proposto na pesquisa foram elaborados três questionários: um
para os alunos, outro para professor e outro para pesquisador (sendo este último
relativo às propriedades construtivas da sala de aula e da escola).
O questionário dos alunos foi dividido em 5 partes: a primeira com dados
relativos a idade, sexo, série, sala e turno. A segunda parte sobre o seu vestuário de
maneira geral para verão e inverno. A terceira e quarta sobre seu conforto térmico de
maneira geral na sala de aula e em casa para verão e inverno utilizando a escala de
7 pontos. A quinta parte sobre desempenho escolar de maneira geral.
O questionário do professor foi dividido em 9 perguntas gerais sobre o ambiente
como: frequência do uso de ar-condicionado e ventilador no inverno e verão;
oportunidade de ajuste dos alunos, para ligar e desligar equipamentos, abrir e fechar
portas e janelas; operação das janelas durante a aula (se as janelas estavam sempre
abertas, abertas às vezes ou nunca abertas) e como última pergunta para obter
informação sobre a ventilação noturna da sala de aula, se ao chegar as janelas
estavam abertas. As informações coletadas nos questionários aplicados aos
61
professores estão distribuídas ao longo das seções de resultados, conforme assunto
correlato.
Enquanto alunos e professores preenchiam seu questionário, o pesquisador
realizava as medições das salas de aula e anotações referentes ao ambiente como:
ventilação cruzada ou unilateral, presença de mecanismos e /ou dispositivos de
sombreamento, quantidade de alunos por sala, além de tomar nota das observações
feitas pelos alunos ou professores durante a aplicação dos questionários.
Observação: Os campos relativos à idade e ao gênero, dizem respeito a
caracterização e representatividade da amostra.
3.8 Considerações Éticas e de Privacidade dos dados coletados
Considerou-se a Resolução 196/96 (BRASIL, 1996) que define as diretrizes e
normas regulamentadoras de pesquisas envolvendo seres humanos. A Resolução
incorpora, sob a ótica do indivíduo e das coletividades, quatro referenciais básicos da
bioética: autonomia, não-maleficência, beneficência e justiça. Visa assegurar os
direitos e deveres que dizem respeito à comunidade científica, aos sujeitos da
pesquisa e ao estado. Além disso, a Resolução 196/96 descreve quais devem ser os
aspectos contemplados pelo Termo de Consentimento Livre e Esclarecido,
mecanismo pelo qual os sujeitos, indivíduos ou grupos que por si e/ou por seus
representantes legais, manifestarão a sua anuência à participação na pesquisa.
Por meio desse termo escrito no rodapé de cada questionário, “Trata-se de uma
pesquisa de adesão voluntária e os dados dos entrevistados serão mantidos em
sigilo”, o entrevistado declara estar de ciente e de acordo para preencher os dados da
pesquisa assegurando ao entrevistador a replicação dos dados coletados.
Havendo a liberdade da escola, alunos e professores em participar ou não, sem
quaisquer represálias atuais ou futuras. Existindo a segurança que se manterá a
proteção da imagem dos entrevistados, bem como liberdade de acesso aos dados
desse estudo.
Na próxima seção, nos capítulos 4, 5 e 6 inicia-se a apresentação e análise de
resultados.
62
4 RESULTADOS: PANORAMA GERAL - CARACTERIZAÇÃO DAS ESCOLAS E
SALAS DE AULA
Os resultados estão divididos em 3 capítulos para análises. No Capítulo 4 estão
descritos os resultados gerais referente as características das salas de aula: área e
densidade; pé-direito; percentual de área de aberturas em relação a área de paredes;
tipos de piso e teto; presença de equipamentos de ar-condicionado; ventiladores ou
salas de aula sem equipamentos; dispositivos para proteção solar; posição solar das
salas de aula. No capítulo 5 é realizada análise do desempenho térmico geral para
verão e inverno na sala de aula e em casa. Ainda no Capítulo 5 é realizada a relação
de dados entre a densidade por ocupação, presença de equipamentos nas salas de
aula, tipos de ventilação, resistência da vestimenta, posição solar e área envidraçada
com o desempenho térmico. No capítulo 6 é realizada a análise do desempenho
escolar geral, por escola, além das relações entre desempenho escolar e: Votos de
Sensação Térmica Sazonal, salas com e sem equipamentos, ventilação, resistência
da vestimenta e posição solar. Após cada seção são apresentadas as conclusões.
A pesquisa coletou uma grande quantidade de dados, não somente pelo
tamanho da amostra como devido ao número de parâmetros cobertos no
levantamento. Observa-se que o trabalho possui três momentos distintos: a)
caraterização das escolas; b) a avaliação do desempenho térmico c) relação entre
desempenho térmico e desempenho escolar. Cada um destes elementos poderia
constituir por si só uma pesquisa independente. Contudo, tais elementos estão
intimamente ligados e optou-se, nesta pesquisa, por coletá-los de maneira unificada.
Diante de um trabalho de extensão, a análise de dados apresentada a seguir aborda
os elementos mais relevantes encontrados, porém não se aprofunda em diversas
relações e ferramentas estatísticas que poderiam ser exploradas na análise. A base
de dados coletados ficará à disposição da comunidade científica, caso outros
pesquisadores desejem conduzir análise de dados adicionais.
4.1 Caracterização Geral da Pesquisa
A pesquisa de campo foi realizada em 10 instituições de ensino com a
participação total de 764 alunos, sendo 397 mulheres (52%) e 367 homens (48%),
63
além de 30 professores em 45 salas de aula. Os questionários foram aplicados em
duas etapas, sendo a primeira no mês de julho de 2018 em 5 instituições com a
participação voluntária de 427 alunos divididos em 21 salas de aula com idades entre
14 e 22 anos e além de 16 professores. Escolas participantes: Colégio Tiradentes da
Brigada Militar, Colégio Estadual Fagundes dos Reis, Instituto Estadual Cecy Leite da
Costa, Escola Estadual Protásio Alves e Escola Estadual de Educação Básica Nicolau
Araújo Vergueiro. A segunda etapa da pesquisa foi realizada no mês de setembro e
início de outubro de 2018 em mais 5 instituições com a participação voluntária de 338
alunos divididos em 24 salas de aula com idades entre 14 e 25 anos e 14 professores.
Escolas participantes: Escola Estadual de Ensino Médio Adelino Pereira Simões;
Escola Estadual Professora Eulina Braga; Escola Estadual de Ensino Médio Antonino
Xavier e Oliveira; Escola Estadual de Ensino Médio Maria Dolores Freitas Barros e
Escola Estadual Alberto Pasquilini.
Na aplicação dos questionários foi possível verificar o nível de satisfação dos
usuários em relação às edificações, bem como as aspirações e desejos em relação
ao ambiente escolar. Em alguns momentos explanaram pontos positivos e negativos
das salas de aula, sendo esses dados registrados pelo pesquisador. Observou-se em
algumas ocasiões limitações ou dificuldades de alguns estudantes em responder e
pensar o ambiente, com maior demora para responder os questionamentos e até
mesmo solicitando auxílio do pesquisador e/ou bolsista.
Observação: O número de professores entrevistados é inferior ao número de
salas de aula, pois os questionários muitas vezes eram aplicados no intervalo entre
períodos. Para obter as respostas do questionário aplicado aos professores, o
pesquisador fazia as perguntas em voz alta para os alunos responderem, sendo
possível essa alternativa, uma vez que se referiam a perguntas gerais sobre
funcionamento do espaço e oportunidades de ajuste.
4.2 Apresentação e Caracterização das Escolas e Salas de Aula
O panorama geral com a caracterização das escolas nos permite analisar
aspectos referentes ao ambiente como um todo. As edificações escolares, objeto
dessa pesquisa, possuem diferentes configurações de projetos e observou-se que ao
longo dos anos foram sofrendo ajustes e alterações em sua estrutura física conforme
demanda e necessidade. Em muitas escolas as salas de aula estão
64
distribuídas em dois prédios de até 3 pavimentos de épocas e tipologias arquitetônicas
diferentes.
Em alguns prédios foram encontradas salas de aula distribuídas ao longo de
um corredor central, outras ao longo de um corredor lateral e outras distribuídas ao
redor de um pátio central.
No contexto construtivo, nota-se que as edificações são construídas no sistema
convencional, em alvenaria, compostas de pilares, vigas e algumas em laje de
concreto armado. Foi observado em uma das escolas o uso de bloco maciço e
aparente e em outras entende-se o uso de blocos de 6 furos, pois a estrutura é
aparente e a alvenaria utilizada nessas situações normalmente é de vedação, uma
vez que a função é de separar os ambientes. Não se pode afirmar que não se teve
cuidado com os materiais e projetos, uma vez que não se teve contato com os
profissionais responsáveis, mas segundo os dados da pesquisa há fortes evidências
de que as edificações foram concebidas priorizando fatores econômicos.
Em geral, as paredes são rebocadas e pintadas, predominantemente em tons
claros, branco, bege, verde e azul claro com alguns detalhes em tons mais escuros.
Em uma das escolas foi encontrado um verde mais intenso até metade da parede e
foi motivo de reclamação dos alunos por causar desconforto visual. Não há aplicação
de revestimentos tipo cerâmica, pastilha ou porcelanato nas envoltórias. Nas escolas
que possuem corredores laterais, esses têm grandes aberturas distribuídas ao longo
das fachadas, porém não foi encontrado nenhum mecanismo de proteção solar
externo como brises, por exemplo. O que foi encontrado, em algumas salas de aula
foram dispositivos internos para sombreamento como cortinas e persianas. Todas as
escolas possuem facilidade de acesso, em geral seu entorno é asfaltado e possuem
paradas de ônibus nas imediações.
No Apêndice B estão descritas as informações do panorama geral das escolas,
onde é realizado uma breve explicação e apresentadas imagens das fachadas, das
salas de aulas e corredores internos, para se obter um melhor entendimento dos
objetos estudados nessa pesquisa.
4.3 As Salas de Aula
As escolas visitadas têm diferentes configurações espaciais conforme descritos
na seção 4.2. As salas de aula têm dimensões entre 35,00m² e 68,00m² e
65
segundo a Fundação para o Desenvolvimento da Educação (FDE), o
dimensionamento baseia-se em uma modulação 90x90cm o que resulta em uma sala
de aula padrão com 51,84m². A escolas analisadas na pesquisa tem diferentes áreas
e nem todas seguem as recomendações propostas pela FDE. Pode-se notar ainda
que os ambientes são compostos por diferentes revestimentos e o piso predominante
é em parquet e o teto em laje. As aberturas em geral são em ferro e madeira e as
janelas em sua grande maioria são do modelo tipo báscula.
Na Tabela 3 estão os dados com as características gerais de cada sala de aula
como: nº sala de aula, nº de alunos presentes, área, a altura de pé-direito (PD),
percentual de vãos de abertura em relação a área de paredes, tipos de revestimentos
nos pisos, teto e esquadrias, presença de dispositivos de sombreamento, ventilador,
ar-condicionado (AC) e a presença de ventilação.
66
Tabela 3 - Dados Escolas
Fonte: Elaborado pelo autor.
4.3.1 Áreas e densidade:
A densidade de ocupação determina e indica a condição de desempenho
térmico ofertado pelos edifícios escolares em função da área versus a ocupação de
pessoas. Nas escolas visitadas foram encontradas variações significativas de área por
aluno, variando entre 1,17m² até 5,55m² dependendo da escola conforme dados do
Gráfico 2. Mas caso fossem analisados os dados de forma individual por sala de
ESCOLAS SALA Nº ALUNOS ÁREA PD (%)
ABERTURAPISO TETO ESQUADRIAS
DISPOSITIVOS
SOMBREAMENTOVENTILADOR AC VENTILAÇÃO
POSIÇÃO
SOLAR
A 17 48,54 12% 01 de teto Leste
B 15 51,09 19%01 de teto 01
de parede Leste
C 19 51,09 17%02 de teto 01
de parede Leste
D 19 48,54 12% 01 de teto Sul
A 20 02 de teto Leste
B 15 02 de teto Leste
C 24 02 de teto Leste
D 18 02 de teto Leste
Assoalho de
madeira
Forro de
madeiraMadeira Não
21% Ferro e madeiraLaje
3,85 Cruzada
42,16 3,08
PROTÁSIO ALVES
FAGUNDES DOS REIS
Não
NãoSimParquet
DADOS E CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS ESCOLAS
Unilateral
A 36 52,85 12% Norte
B 35 28,21 16% Sul
C 25 28,21 16% Sul
D 27 35,11 14% Norte
E 24 28,21 16% Sul
A 17 Norte
B 27 Norte
C 22 Norte
D 24 Norte
A 22 01 parede Leste
B 28 01 parede Leste
C 30 01 parede Leste
D 16 01 parede LesteAA 17 49,05 2,95 21% Não Sim Oeste
B 20 49,05 2,95 21% Não Sim Oeste
C 15 49,05 2,95 21% Não Sim Oeste
A- Bloco
Antigo12 57,64
2,95 e
4,5019% Não Não Norte
D 10 38,41 2,95 15% 01 Parede Sim Unilateral Oeste
B -
Noite
Bloco
Antigo
11 57,64 2,95 e
4,5019% Não Não Norte
C -
Noite
Bloco
Antigo
15 57,64 2,95 e
4,5019% Não Não Norte
D -
Noite
Bloco
Antigo
16 57,64 2,95 e
4,5019% Não Não Norte
A 14 48,09 16% Parquet Laje Não Norte
B 12 48,09 16% Parquet Laje Não Norte
C 19 48,09 16% Parquet Laje Não Norte
D 14 39,30 2,38 13%Parquet em
péssimas condições
Forro de
madeiraSim Norte
A 17 44,84 3,00 20% Parquet Laje 01 de teto Sul
B 20 44,84 3,00 20% Parquet Laje 01 de teto Sul
C11 - Tinham
20 presentes68,02 3,00 24% Parquet Laje 01 de teto Sul
D 12 35,77 2,47 19% Piso Vinílico antigoForro de
madeira
02 unidades de
paredeNorte
A 8 17% Oeste
B 14 17% Oeste
C 4 17% Oeste
A 16 11% Cerâmica Leste
B 17 11% Cerâmica Leste
C 22 6% Parquet Oeste
D 10 6% Parquet Oeste
A -
Noite 12 6%Parquet Oeste
2,84
SimFerro e madeiraForro PVCParquet
Não
ANTONINO XAVIER Forro PVC Ferro
Sim
MARIA DOLORES (Todas as
salas)
Sim Cruzada
ADELINO PEREIRA SIMÕES
(Todas as salas)Parquet
Unilateral
Cruzada
Unilateral
53,56
Parquet23%
2,84
2,90 SimNão
COLÉGIO MILITAR
Não Unilateral
SimNão
Sim
Não
CECY LEITE DA COSTA Não Unilateral
29,00 SimMadeiraLajeENAV
19%
Ferro e madeira
ALBERTO PASQUALINI
(Todas as salas)Ferro e madeira
2,95 Parquet Laje Ferro e madeira
Não
DADOS E CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS ESCOLAS
MARIA EULINA (Todas as
salas)Parquet Laje Ferro e madeira
Não - Os vidros são
pintados Não2,9748,09
Laje Ferro e madeira Sim
Sim Siim48,90 2,90
Cruzada
Unilateral
Cruzada
Cruzada
67
aula, por exemplo, essas diferenças ganhariam proporções mais significativas
podendo variar de 0,81m² (Colégio Tiradentes) até 12,02m² (Eulina Braga). Uma
variação expressiva e não uniforme. Conforme o Art. 35 da Resolução 340 de 2018,
define como o número máximo de estudantes por turma deverá ser de 40 (quarenta),
respeitado o mínimo de 1,20m² por pessoa.
Densidade mais alta favorece no inverno por ter maior ganho de calor interno,
porém cria problemas por se fazer necessário maior renovação de ar. No verão, cria
problemas devido ao maior ganho interno. Um aluno traz 140W de energia para o
ambiente (ASHARE, 2005), por exemplo e o projeto é feito baseado na ocupação total
da sala em metro quadrado, portanto ocupações parciais podem fazer com que salas
idênticas, e cujo desempenho esperado seja adequado, na realidade se comportem
de maneira completamente distintas.
Densidade mais Baixa, no inverno o ganho de calor por ocupação é reduzido,
o que torna o ambiente mais frio, no verão, há menos ganho de calor, o que torna o
ambiente mais agradável. A qualidade do ar é melhor, uma vez que são menos
pessoas para dividir o mesmo espaço.
Gráfico 2 - Densidade por ocupação por escola.
Fonte: Elaborado pelo autor.
4.3.2 Pé-direito:
A FDE recomenda que o pé-direito de uma sala de aula seja de 3,00m e que
todas tenham forro. Ao avaliar essa recomendação de altura, pode se dizer que 33%
68
das salas de aula estão de acordo com esse parâmetro, se considerarmos pé-direito
de 2,95 a 3,08m, conforme dados da Figura 5.
Observa-se na Figura 12 que a maior frequência de pé-direito ocorre entre
2,85m e 2,90m (42%). O pé-direito mais baixo encontrado foi de 2,38m e o mais alto
foi aproximadamente 4,50m, conforme Figura 13.
De maneira geral, a altura de pé-direito influência na qualidade térmica do
ambiente, uma vez que, o pé-direito alto melhora o conforto térmico no verão, pois o
ar quente tende a subir e ar frio a descer. Ou seja, locais com pé-direito alto, em geral
são mais frescos no verão e com pé-direito baixo são mais confortáveis no inverno.
Como exemplo, foram comparados, de maneira aleatória a sensação térmica no
inverno em duas salas de aula dessa pesquisa, uma sala de aula com pé-direito de
2,47m e outra com 4,50m no ponto mais alto conforme Figura 6. O resultado
demonstrou que 21% dos usuários estão em conforto na sala de PD baixo, contra 8%
dos que estão na sala com PD alto, conforme dados do Gráfico 3.
Figura 12 – Frequência de alturas de pé-direito nas salas de aula
Fonte: Elaborado pelo autor.
69
Gráfico 3 – Votos de Sensação Térmica Sazonal: PD Alto x PD Baixo
Fonte: Elaborado pelo autor.
Figura 13- Imagens de uma sala de aula com PD baixo e outra PD alto.
Fonte: Registradas pelo autor.
4.3.3 Ventilação
A ventilação é determinante e essencial para a qualidade do ar interno e do
conforto térmico e tem sido destacada em muitos estudos (ZAMORODIAM et al.,
2016). A utilização da ventilação natural como estratégica arquitetônica e bioclimática
é importante. Um projeto adequado de ventilação natural deve observar as condições
climáticas e condições de vento locais para se ter bons resultados.
Os controles térmicos naturais proporcionam a redução do excesso de calor
resultante no interior dos edifícios minimizando, muitas vezes os efeitos dos climas
excessivamente quentes. O conhecimento do clima aliado à troca de calor e do
70
comportamento térmico dos materiais permite uma intervenção consciente da
arquitetura (FROTA e SCHIFFER, 2007).
Nas escolas visitadas foram encontradas as duas situações de ventilação, a
cruzada e a unilateral, conforme demonstra a Figura 14:
Ventilação cruzada: é caracterizada pelo escoamento de ar entre
aberturas localizadas em posições opostas ou adjacentes, podendo
ocorrer da forma horizontal ou vertical. Segundo Rodrigues (2008) a
circulação do ar é facilitada porque as aberturas de entrada de ar são
situadas em zonas de alta pressão e as aberturas de saída de ar
localizam-se em zonas de baixa pressão, portanto as aberturas de
entrada de ventilação devem ser locadas em um nível mais baixo que as
de saída.
Ventilação unilateral: é caracterizada por uma entrada de ar e só é
eficiente para um cômodo simples, caracterizando- se como uma
solução de ventilação local (RODRIGUES, 2008).
Figura 14 – Ventilação Cruzada e Unilateral
Fonte: Labeee, 2014.
71
Figura 15 –Salas de Aula com ventilação Cruzada e Ventilação Unilateral
Fonte: Elaborado pelo autor
Referente a ventilação, das 45 salas de aulas visitadas, 56% possuem
ventilações unilateral e 44% cruzada, conforme dados da Figura 8. Para quantificar as
salas com ventilação cruzada observou-se caso a caso. Se fossem analisadas de
maneira genérica podia-se dizer que 91% do total das salas de aula foram projetadas
de forma a proporcionar ventilação cruzada. Porém, uma vez que as aberturas que
fariam o papel da ventilação em geral permanecem fechadas, assim como as
aberturas dos corredores e no caso de venezianas as aletas são tão próximas umas
das outras e/ou ainda existem obstruções não se considerou como ventilação cruzada.
Observa-se as situações relatadas nas Figuras 16 e 17. Figura 16, imagem interna e
externa de uma sala de aula, nota-se um obstáculo onde seriam as circulações de ar
foram fixados fechamentos em madeira. Na Figura 17, aberturas do corredor fechadas
e onde tem venezianas para ventilação, essas estão obstruídas, possuem quadros
fixados. Nas imagens da Figura 18 apresenta-se uma situação onde possui ventilação
cruzada.
72
Figura 16 – Situação de abertura para ventilação obstruídas.
Fonte: Registradas pelo autor.
Figura 17 – Situação de ventilação unilateral
Fonte: Registradas pelo autor.
Figura 18 – Imagens onde as salas de aula possuem ventilação cruzada.
Fonte: Registrada pelo autor.
Imagem interna Imagem corredor
Imagem externa Imagem interna
Imagem interna Imagem externa
73
4.3.4 Percentual de área de aberturas
A posição e as dimensões das janelas exercem grande influência na qualidade
e na quantidade de ventilação interna, umas funcionando como entrada e outras como
saída de ar. Assim, as aberturas devem ser dimensionadas e posicionadas de forma
a proporcionar um fluxo de ar adequado ao ambiente. Segundo Frota e Schiffer (2007)
a ventilação proporciona a renovação do ar do ambiente, sendo de grande importância
para higiene e para o conforto térmico.
A NBR 16401 -2 (2008) define como condições de conforto térmico:
Para verão: temperatura operativa de 22,5 °C a 25,5°C como base resistência
térmica da roupa de 0,5 “clo” e velocidade de ar inferior a 0,2m/s para sistemas de
deslocamentos normais de distribuição de ar e inferior a 0,25m/s para ventilação de
deslocamento.
Para o inverno: temperatura operativa de 21°C a 23,5°C para umidade de 60%
e 21,5 °C a 24 °C para umidade de 30%. Tais valores têm como base o “clo” 0,9 e
velocidade do ar inferior a 0,15m/s para sistemas de deslocamentos normais de
distribuição de ar e inferior a 0,2 m/s para ventilação de deslocamento.
Porém a NBR16401-2 (2008) não contempla o modelo adaptativo e limita-se a
condições de conforto para ambientes comerciais. Uma nova versão incorporando
esses conceitos foi elaborada por Lamberts et al. (2016) a partir do texto proposto pela
ASHRAE 55, na revisão de 2010. Segundo os autores, este documento já foi editado
e incorporado à parte 2 da ABNT NBR 16401 (2008) e atualmente aguarda a abertura
para consulta pública e posterior publicação. Nesta nova versão, além do método que
segue a fundamentação teórica de Fanger (1972) e do ASHRAE Handbook
Fundamentals (2005), foram incorporados o novo método proposto pela ASHRAE
55/2013 para ambientes condicionados e com valores mais altos de velocidade do ar,
além do método adaptativo para avaliação em espaços ventilados naturalmente.
Dada a importância, os dados sobre área de abertura versus área de parede
são fundamentais para qualidade do ar e desempenho térmico do ambiente. Afim de
avaliar os dados, os percentuais foram divididos em 4 intervalos sendo esses:
Até 6%
11% a 14%
15% a 19%
74
20% a 24%
Conforme a Figura 19 nota-se que a maior frequência ocorreu entre 15% e 19%
de abertura em relação a área de paredes. Segundo a Fundação Desenvolvimento
Escola (FDA), as salas de aula são ambientes que devem ter área de ventilação
equivalente a 1/10 da área do piso. As salas de aula que não atingiram esse índice
representam 4% e pertencem a Escola Antonino Xavier.
Figura 19 – Percentuais de aberturas dividido em 4 intervalos
Fonte: Elaborado pelo autor.
4.3.5 Tipos de Piso
Os pisos encontrados nas salas de aula foram: madeira (parquet e soalho),
vinílico e cerâmico (Figuras 20, 21 e 22). O que foi encontrado com maior frequência
foi o parquet em 78% das situações. O parquet além de ser boa alternativa entre os
pisos de madeira é uma opção por ser econômico. É composto por pequenas peças
de madeira que podem ter variações de tamanhos e cores em formato de mosaico.
Sua instalação se dá em cima do contra piso já nivelado e impermeabilizado. Ele
adapta-se a qualquer parte interna. Tem baixa condutividade, o que garante contato
agradável no verão e no inverno (MADIPÊ, 2019).
O soalho de madeira (tábua) é um tipo de revestimento que foi muito utilizado
principalmente em edifícios antigos devido ao conforto térmico que proporciona e
75
sua elevada durabilidade. As tábuas de madeira maciças têm medidas variadas e são
encaixadas no sistema macho e fêmea (FREY AMON, 2019).
Já os pisos cerâmicos são altamente utilizados em edificações de maneira geral,
possuindo funções técnicas e estéticas. O vinílico, encontrado em apenas 2% dos
casos possui boas propriedades térmicas e acústicas, porém estava em péssimo
estado de conservação. É um revestimento produzido à base de PVC, cargas
minerais, plastificantes, pigmentos e aditivos. É leve e com baixa espessura (SBELLO
PISO, 2019).
Figura 20 –Distribuição da frequência dos pisos encontrada nas salas de aula.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Figura 21 – Imagens das salas de aula com piso em parquet.
Fonte: Registradas pelo autor.
76
Figura 22 – Imagens das salas de aula com piso em tábua de madeira e piso cerâmico.
Fonte: Registradas pelo autor.
4.3.6 Tipos de Teto
O forro constitui uma barreira que obstrui o fluxo térmico originado pela
insolação da cobertura e tende a uniformizar as condições de conforto térmico nos
ambientes, independentemente do tipo de cobertura (ETERNIT, 1981). Segundo Egan
e Olgyay (2002), o forro é a maior superficie de refletância da luz, pelo fato da maioria
das tarefas realizadas sofrer influência da luz refletida dela. Além de ser um importante
refletor de luz principalmente em salas de aulas amplas e profundas.
Das 45 salas de aula visitas, 64% possuem laje, 22% forro em PVC e 13%
forro em madeira conforme dados da Figura 23 e imagens das Figura 24, 25 e 26. Nos
casos onde possui forros em PVC e madeira não há presença de laje e os telhados
em geral são de fibrocimento. Baseado nas propriedades térmicas (Tabela
4) dos três diferentes materiais encontrados nas coberturas, pode-se definir que:
Madeira: apresenta um bom desempenho térmico, uma vez que tem seu calor
específico alto e baixa condutividade. Possui coeficiente de dilatação térmica
que representa a variação das dimensões influenciadas pela temperatura,
ocorrendo uma alteração no dimensionamento. Com o calor expande e com o
frio retrai. Tem boa capacidade de isolamento térmico.
Laje: tem calor específico alto, possui alta condutividade térmica, portanto a
transferência do fluxo de calor é alta. Todavia pode-se considerar a laje como
um bom material para as escolas em função do ciclo de vida.
77
PVC (Policloreto de Vinil): um material de revestimento que tem sido bastante
utilizado nas construções modernas em função do custo benefício, possui boa
durabilidade, fácil instalação, resistência e baixo custo. É uma plástico
composto de um subproduto do petróleo e sal. É excelente para fazer
isolamento térmico e acústico dos ambientes. Por ser um material impermeável,
o PVC resiste a atmosferas salinas, umidade e cupim. Não requer pintura e é
auto extinguível (não propaga chamas). A norma vigente para forros de PVC é
ABNT NBR 14285-3 (2018), (Procedimentos para estocagem, manuseio,
instalação e operação, para forros de PVC), (ARCWEB, 2018).
Figura 23 – Frequência dos tipos de teto e/ou revestimentos de forros encontrados
nas salas de aula.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Tabela 4 – Propriedade térmicas dos materiais utilizados para cobertura
Fonte: ABNT (2005) e Labee (2013)
78
Figura 24 – Imagens das salas de aula com teto em laje.
Fonte: Registradas pelo autor.
Figura 25 – Imagens das salas de aula com teto em laje.
Fonte: Registradas pelo autor.
Figura 26- Imagens das salas de aula com forro em PVC.
Fonte: Registradas pelo autor.
4.3.7 Equipamentos de ar- condicionados e ventiladores
O desempenho térmico de um edifício depende fundamentalmente das
decisões tomadas nas primeiras fases do projeto arquitetônico. Como volumetria,
orientação das fachadas, áreas, posicionamento e sombreamento das janelas,
sistemas construtivos de paredes e coberturas.
79
Pode-se ainda dizer que se os espaços fossem idealizados de forma a obter
uma situação de conforto térmico, o uso de equipamentos como ar-condicionado e
ventiladores poderiam ser dispensados, e o consumo energético poderia ser
otimizado. A racionalização do uso de energia apresenta estreitos laços com a
adequação da arquitetura ao clima (FROTA e SCHIFFER, 2007;TIBIRI, 2008). O
conforto térmico está diretamente relacionado ao consumo de energia de uma
edificação e o setor de edificações por exemplo é responsável por aproximadamente
48% da energia elétrica consumida no Brasil (EPE, 2016).
A finalidade das instalações de Aquecimento, ventilação e ar-condicionado
(AVAC) para climatização de edifícios consiste fundamentalmente em criar nos
ambientes interiores condições mais satisfatórias para a permanência humana. Para
se poder determinar a influência dos fatores ambientais sobre o bem-estar das
pessoas é necessário estudar as relações que existem entre o ser humano, a sua
atividade e o ambiente em que vive. É sabido que o corpo humano reage aos
estímulos térmicos de modo a manter constante a temperatura média do seu
organismo aproximadamente em 37ºC (RUIVO et al., 2000).
É importante ressaltar que determinar uma faixa ideal de temperatura para
atender a todas as situações de um ambiente climatizado não é possível, uma vez
que não somente a temperatura do ambiente irá garantir o conforto térmico, mas uma
combinação de diferentes variáveis irão criar propriedades térmicas de conforto como:
umidade relativa do ar, velocidade do ar, temperatura do ar externo, vestimenta, tipo
de ocupação do local, entre outros fatores (FANGER, 1970).
Baseado nas coletas de dados da Figura 27 pode-se constatar que:
50% das escolas possuem ar-condicionado, porém não em todas as
salas de aula visitadas e 50% possuem ventiladores, e não em todas as
salas de aula.
Das 45 salas de aula visitadas, 47% (21) possuem ar-condicionado, 38%
(17) ventilador e 16% (7) nenhum equipamento.
Das 47% salas de aula que possuem ar-condicionado 14% (3) dos
equipamentos estão sem funcionamento por falta de manutenção e 19%
(4) tem seu funcionamento prejudicado por ocorrer oscilação da corrente
elétrica ao entrar em funcionamento.
80
Figura 27 – Porcentagem de salas de aula com ar-condicionado, ventiladores e sem equipamentos.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Nas imagens da Figura 28 observa-se os equipamentos de ar-condicionado. A
grande maioria deles posicionados em um dos cantos da sala de aula, em geral
próximo a uma parede externa. Nas imagens da Figura 29 os ventiladores,
posicionados na parede, no centro da sala de aula e de frente ou quando no teto, em
geral, uma unidade e posicionado no centro da sala de aula.
Em caso de ar –condicionado, as posições dos equipamentos influenciam
negativamente e/ou positivamente no desempenho, uma vez que a distribuição de ar
poderá ser otimizada ou prejudicada além de deixar em desconforto aqueles que
estarão à frente dos equipamentos.
Figura 28 – Imagens com as posições dos equipamentos de ar-condicionado nas salas de aula.
Fonte: Registradas pelo autor.
Figura 29 – Imagens das salas de aula com ventiladores de parede e teto.
81
Fonte: Registradas pelo autor.
Na Figura 30 demonstra-se medições realizadas em alta resolução do fluxo de
ar induzido por um ventilador de teto em uma sala vazia. Os ventiladores de teto
podem resfriar os ocupantes com muita eficiência, mas as velocidades do ar
experimentadas na zona ocupada são não uniformes. Os profissionais da área devem
estar cientes dos vários padrões de fluxo genéricos ao posicionar ventiladores de teto
em um ambiente, sendo a chave para a eficiência o próprio jato do ventilador e o
espalhamento lateral perto do chão. A adição de mobília redireciona o fluxo de ar
lateralmente em uma zona de expansão mais profunda, tornando o ar ambiente mais
complexo, mas aumentando o resfriamento experimentado pelos ocupantes.
Figura 30 – Imagens do fluxo de ar induzido por um ventilador
Fonte: BOS Lab, 2018
A Figura 31 demonstra a circulação de ar em uma sala que possui um ventilador
único: visão frontal na distância mais longa (verde) e mais curta (azul) da
82
parede (esquerda) e vista plana (direita). E pode se observar que quanto menor a
distância da parede (lado esquerdo) maior é a concentração de ar.
Figura 31 – Imagem demonstra a circulação de uma sala de aula com um único ventilador
Fonte: Liu, Lipczynska, Schiavons & Arens (2018)
Ventiladores elétricos podem ser usados em conjunto com ar-condicionado, por
exemplo, para compensar o impacto de temperaturas mais altas no conforto térmico.
Os ventiladores de teto são econômicos e eficientes em termos de consumo de
energia e são usados em países tropicais e subtropicais, principalmente em edifícios
residenciais e em espaços semi-externos. Tem comparação com o resfriamento
baseado em outros equipamentos, ventiladores de teto resfriam pessoas com menos
consumo de energia (SONNE e PARKER,1998). Estudos laboratoriais e de campo
anteriores em seres humanos mostraram que o uso de ventiladores de teto melhora a
qualidade do ar percebida, a sensação de conforto térmico e a produtividade (ARENS
et al., 1998; SCHIAVON et al., 2017). Estudos conduzidos por Liu et al. (2018)
mediram o perfil de velocidade do ar e levaram ao desenvolvimento de padrões gerais
de circulação do fluxo de ar ambiente e avaliaram o efeito de diferentes velocidades e
distâncias entre ventiladores em várias situações. Portanto, sugerem que para ser
eficientes deve-se observar a localização dos ventiladores, a diferença de velocidade,
a distância entre equipamentos, pois são situações que afetarão os perfis de fluxo de
ar um do outro e a eficiência.
4.3.8 Dispositivos de Sombreamento
A arquitetura do passado, de maneira notável, buscava a admissão de luz
somente onde era desejado: janelas e aberturas zenitais tinham importante
83
destaque no conjunto da estrutura e proporcionavam, como resultado, mudanças,
constantes nos níveis de iluminação natural em uma edificação ou até mesmo em um
ambiente (MOORE, 1991). Pode-se concluir que a função das aberturas é garantir a
integração entre interior e exterior das edificações.
Diante da necessidade de se considerar o conforto dos usuários das
edificações como requisito fundamental, e com a disseminação da arquitetura
bioclimática, as aberturas passam a configurar sistemas mais complexos, com a
função de maximizar suas propriedades de ventilação e também de iluminação natural
(CARVALHO, 2018).
A função dos dispositivos de sombreamento vão muito além de excluir a luz
solar indesejada: esses elementos podem ser utilizados como por exemplo para
redirecionar a luz natural para áreas mais distantes das aberturas. Diversos estudos
tem investigado o desempenho de dispositivos de sombremaneto (KRUGER e
RODRIGO, 2018; FRANCO, 2007; SANTOS e SOUZA, 2012; DUBOIS, 2003).
Em linhas gerais os dispositivos de sombreamento têm como função melhorar
a ventilação, controlar, bloquear, redirecionar e minimizar a entrada de luz além de
contribuírem para minimizar os efeitos da radiação solar no aquecimento das
edificações.
Em geral o que se encontra nas salas de aula são janelas voltadas para a área
externa no meio da parede com peitoril entorno de 1,20m e as internas (venezianas
ou básculas), voltadas para corredor interno, com peitoril mais alto. Segundo Egan e
Olgyay (2002) nesse tipo de abertura pode incidir radiação solar difusa e direta,
causando ofuscamento e desconforto visual, podendo interferir na performance
térmica do ambiente, não sendo essa a melhor posição para distribuição de luz
natural, nem para dias de céu claro, nem para dias de céu nublado, entretanto é o
modelo mais utilizado em salas de aula. Conforme dados coletados e demonstrados
na Figura 25, cortinas são utilizadas em 76% das situações como dispositivo de
sombreamento interno.
84
Figura 32 – Dispositivos de Sombreamento Interno
Fonte: Elaborado pelo autor.
Nas imagens das Figuras 33, 34 e 35, apresentam-se as quatro situações
encontradas nas salas de aula: cortinas e persianas; vidros pintados; venezianas
internas; janela sem cortinas.
Figura 33 – Imagens das salas de aula com cortinas e persianas.
Fonte: Registradas pelo autor.
85
Figura 34 – Vidros pintados para bloquear o excesso de iluminação.
Fonte: Registradas pelo autor
Figura 35 – Imagens das venezianas internas e de uma sala de aula sem cortinas, mas protegida do sol por uma camada arborizada.
Fonte: Registradas pelo autor.
4.3.9 Posição Solar
A incidência de sol nos ambientes influência o conforto, a saúde e a economia.
Devido ao movimento aparente do sol, a orientação solar muda conforme a região. O
planeta é inclinado e ficamos mais expostos ao sol em determinados períodos do ano.
Cada estado ter sua particularidade climática, conforme observa-se na disparidade de
estações entre regiões do país. Além da inadequada posição solar levar a ganhos
térmicos excessivos e ao aumento de consumo de energia.
No hemisfério sul, onde está localizado o Brasil a face Norte recebe maior
incidência solar durante todo o dia, logo a face Sul, quase não recebe. A orientação
Norte, apresenta vantagens, uma vez que permite maior incidência solar durante os
meses de inverno. No inverno o sol cria um ângulo baixo em relação à superfície
terrestre, assim os ambientes a Norte ficam ensolarados durante quase todo o dia. Na
região sul, onde encontra-se o município de Passo Fundo/RS, as temperaturas
86
são mais baixas e tem as quatro estações do ano bem definidas. A posição Norte
favorece a entrada de incidência solar (luz e calor). Sabendo que o sol nasce a Leste,
esta face tem maior incidência do sol de manhã enquanto a Oeste recebe a tarde. A
carta solar auxilia a entender a trajetória do sol ao longo de todo o ano e pode ser
interpretada como a projeção das trajetórias solares ao longo da abóbada celeste
durante todo o ano (LAMBERTS, 2014).
Na Figura 36 demostra-se o percentual de salas de aula em cada posição solar.
Pode-se observar que a orientação de maior incidência se dá a Norte (33%), seguida
da Leste (29%), Oeste (22%) e Sul (16%). Na próxima seção serão analisados a
influência da posição solar no desempenho térmico das salas de aula e desempenho
escolar dos alunos.
A fachada Norte é a posição com maior ganho térmico à tarde, mas de maneira
geral as aulas acontecem no turno da manhã, sofrendo a incidência do sol a Leste. O
ideal é tirar o máximo de partido das condições naturais disponíveis em benefícios de
melhores condições de conforto, higiene e segurança. Não é possível conseguir um
ambiente térmico que atenda a totalidade de seus usuários ou seja que todos se
sintam termicamente confortáveis, mas criar condições de conforto para a maioria.
Figura 36 - Salas de Aula e Posições Solares.
Fonte: Elaborado pelo autor.
87
4.4 Conclusões
Após a realização do panorama geral com a caracterização e contextualização
das escolas pode-se concluir que:
No contexto construtivo as edificações são construídas no sistema
convencional, em alvenaria, compostas de pilares, vigas e algumas em
laje de concreto armado;
Muitas salas de aula estão divididas em dois prédios de até 3 pavimentos
de épocas e tipologias arquitetônicas diferentes e com diferentes
organizações espaciais;
Foram encontradas salas de aula com dimensões entre 35,00m² a
68,00m²;
Existe grande variação de densidade por ocupação nas escolas, de
maneira geral;
33% das salas de aula foram construídas de forma a seguir as
recomendações de altura de pé-direito pela FDE;
A ventilação ocorre predominantemente de forma unilateral, em 56% dos
casos;
O percentual de área de abertura em relação as paredes estão no
intervalo entre 15% a 19%, em 47% das salas de aula;
O piso recorrente foi o parquet em 78% das salas de aula, por ser uma
boa alternativa entre os pisos de madeira, tem baixa condutividade, o
que garante conforto no verão e no inverno;
O teto das escolas é predominantemente construído com Laje, em 64%
das edificações visitadas;
Equipamentos de ar-condicionado são encontrados em 64% das salas
de aula, ventiladores em 38% e em 16% das salas de aula não possuem
nenhum equipamento;
Um de cada três equipamentos de ar-condicionado apresenta problemas
de funcionamento ou operação;
Os equipamentos de ar-condicionado e ventiladores em geral estão
posicionados e/ou localizados de forma a não atender o espaço de
maneira eficiente. Em caso de ventiladores, esses estão em número
88
inferior ao necessário em função da área. Em caso de ar-condicionado
não se pode afirmar, pois os dados sobre a potência e capacidade dos
equipamentos não foram coletados;
Em 76% dos ambientes foram encontradas cortinas como dispositivo de
sombreamento interno e em nenhuma das escolas foram encontrados
mecanismos externos para sombreamento;
A posição solar das salas de aula com maior frequência foi a Norte, em
33% dos casos.
O próximo capítulo descreve a análise do desempenho térmico geral das
escolas estudadas e demonstra os resultados das diversas relações propostas e
estudadas na pesquisa.
89
5 ANÁLISE DO DESEMPENHO TÉRMICO
Inúmeros fatores podem interferir no desempenho térmico de um ambiente
como a geometria da edificação, a posição solar, as dimensões (profundidade, altura
de pé-direito), as circulações, a ventilação natural, a disposição das aberturas bem
como dispositivos e mecanismos de sombreamento como vegetação e/ou cortinas,
entre outros. Fatores importantes e determinantes para o bom desempenho térmico
dos ambientes de maneira geral.
Nesta seção serão apresentados os Votos de Sensação Térmica Sazonal para
verão e inverno na escola e em casa de maneira geral para toda a amostra. Serão
correlacionados com os dados coletados: densidade por ocupação; salas com e sem
equipamentos de ar-condicionado e ventiladores; ventilação; vestimenta; posição
solar com o desempenho térmico.
5.1 Análise do Desempenho Térmico - Voto de Sensação Térmica Sazonal (S-
TSV) Geral - SALA DE AULA
O voto de Sensação Térmica Sazonal representa o desempenho térmico geral
dos ambientes. Essa nova métrica é definida como sensação térmica global,
percebida a qualquer tempo por usuários. Portanto, nesse tópico serão apresentados
aos dados coletados dos Votos de Sensação Térmica Sazonal (S- TSV) para verão e
inverno.
As respostas obtidas nos questionários se referem as variáveis subjetivas e às
condições de conforto proporcionadas pelas salas de aula. O questionário faz o aluno
pensar e refletir sobre a real percepção do ambiente interno a que está sujeito
diariamente.
Afim de ter um panorama geral, nessa seção foram somados todos os votos de
sensação térmica sazonal entre todas as escolas e salas de aula para ter uma análise
do comportamento e satisfação do usuário em relação ao ambiente escolar. Nos
gráficos 4 e 5 apresentam-se um panorama geral dos votos de sensação térmica para
verão e inverno e nos itens 5.1.1 e 5.1.2 são analisados por estação.
90
5.1.1 No verão:
Os resultados demostram que existe um elevado nível de desconforto por calor,
com um total de 63% dos usuários sentindo-se muito quente ou quente nas salas de
aula, ou seja, 2/3 dos alunos está em uma situação associada a desconforto no verão
(Gráfico 4). Tal percentual representa um valor significativo e demonstra que as
edificações escolares não oferecerem um ambiente térmico adequado a seus
usuários.
O fator que pode estar levando a esses altos percentuais pode ser pelo fato da
maioria das escolas estarem situadas no meio urbano, circundadas de asfalto, com
alta densidade de construções e em geral circundadas por poucas áreas verdes.
Segundo estudo realizado na Grécia o contexto urbano pode interferir no clima interno
formando ilhas de calor urbanas e um ambiente urbano denso afeta os parâmetros do
microclima e o conforto térmico externo (KARAKOUNOS et al., 2018).
Entre outros fatores pode-se considerar:
A insolação durante o dia pode contribuir substancialmente para o alto índice
de desconforto pelas superfícies transparentes;
O calor interno gerado pelas pessoas;
As trocas térmicas das paredes de fora para dentro;
A taxa de ventilação insuficiente;
A ineficiência e inoperância de equipamentos de ar-condicionado e/ou
ventiladores;
A posição solar das as aulas de aula;
91
Gráfico 4 - Panorama geral sobre S-TSV no verão nas salas de aula.
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.1.2 No inverno:
Ao avaliar os votos de Sensação Térmica Sazonal para inverno os dados
demonstram que 57% dos alunos estão sentindo-se com muito frio/ frio no inverno nas
salas de aula. Essa situação não é substancialmente diferente da encontrada em
casas em campinas usando o mesmo método (CÓSTOLA et al., 2019). O Gráfico 5
apresenta fortes indícios de que as condições térmicas das salas de aula estão longe
do ideal.
Os votos de conforto (levemente frio, neutro e levemente quente) estão com
percentual de 40%. Ou seja 40% dos alunos se sentem em conforto nas salas de aula
no inverno. Pode-se observar que os votos de conforto no inverno são ligeiramente
superiores aos de verão, que estão com percentual de 37%.
92
Gráfico 5 – Panorama geral sobre S-TSV Inverno na sala de aula
Fonte: Elaborado pelo autor.
O Gráfico 6 mostra a relação da produtividade x temperatura. Neste caso pode
ser entendida como a capacidade de aprendizagem e repetição de exercícios
sem erro é afetada pela temperatura (PRODUCTIVITY-SCIENCE, 2008).
Pequenas variações de temperatura levam a variações de 10% a 15% na
produtividade. Considerando que o ano letivo tem 200 dias, isso indica que
cerca de 20 dias de aula por ano poderiam ser economizados se as condições
térmicas fossem adequadas.
Gráfico 6 – Produtividade x Temperatura
Fonte: Productivity- Science, 2008.
Em algumas escolas observa-se vegetação no entorno imediato funcionando
como um anteparo para ventos e fazendo o resfriamento de ar. Nota-se que nos
93
votos de Sensação Térmica Sazonal dessas salas, há uma queixa em relação à
temperatura em dias de clima frio, principalmente na escola Adelino Pereira Simões
que além de ser circundada por vegetações um dos seus prédios possui uma área
aberta onde estão distribuídas as salas de aula.
5.2 Análise do Desempenho Térmico - Voto de Sensação Térmica Sazonal (S-
TSV) Geral - CASA
A mesma pergunta realizada aos alunos sobre sensação térmica na sala de
aula foi repetida para suas casas, afim de encontrar uma relação com os votos obtidos
no questionário sobre a sala da aula.
Esses dados foram coletados para encontrar relação entre sensação de
conforto na casa e escola. Eles poderão servir para trabalhos em outras áreas como
habitação de interesse social, por exemplo.
No verão, os alunos quando perguntados como se sentiam termicamente em
casa, 41% responderam que de maneira geral sentiam-se muito quente ou quente.
Percentual significativo, mas menor se comparado aos votos obtidos em sala de aula.
Já os índices de conforto levemente quente, neutro e levemente frio demonstram que
58% estão em conforto em suas residências.
94
Gráfico 7 – Panorama geral S-TSV no verão em casa.
Fonte: Elaborado pelo autor.
No inverno, 60% dos alunos sentem-se em conforto em suas residências e 35%
sente-se com muito frio ou frio (Gráfico 8). Considerando que a casa e a escola estão
sujeitas ao mesmo clima, os dados das casas indicam que é possível uma melhoria
no desempenho das escolas se o edifício for construído e operado adequadamente.
Tomemos o caso do desempenho térmico no inverno, onde 52% dos ocupantes estão
com frio ou muito frio contra 33% dos votos das casas nesta mesma situação, o que
indica que muitas escolas podem ter seu desempenho melhorado.
Outra explicação é o fato dos ocupantes de casas e escritórios poderem ajustar
suas roupas e atividades em resposta a qualquer stress térmico. Alunos têm de passar
muito tempo ouvindo, entendendo lições e permanecendo sentados, portanto a
liberdade em modificar e ajustar seu nível de atividade de acordo com o ambiente
térmico é de certo modo limitado.
95
Gráfico 8 - Panorama Geral S-TSV Inverno em Casa
Fonte: Elaborado pelo autor
Destaca-se também que os resultados encontrados nessa seção diferem dos
encontrados por Montazami et al. (2017). Os autores concluíram que existe uma
relação forte entre a percepção térmica das crianças em casa e na escola entre
aqueles que vêm de origens menos privilegiadas e as experiências térmicas em casa
provavelmente se refletirão na sala de aula. Nota-se que os dados obtidos referentes
ao conforto térmico nas casas dos alunos que participaram da pesquisa são melhores
do que os obtidos nas salas de aula, então sugere-se que as pessoas tenham maior
possibilidade de ajuste, ou mesmo que as condições térmicas das residências são
mais favoráveis.
Os resultados referentes à relação significativa entre a percepção de conforto
térmico e sua realização acadêmica (desempenho escolar), corroboram com a
pesquisa de Montazami et al. (2017), conforme será visto nas seções seguintes.
5.3 Análise do Desempenho Térmico - Voto de Sensação Térmica Sazonal (S-
TSV) por Escola
O conforto térmico remete a aspectos da percepção do usuário, sendo que
esses são sentidos de forma diferente entre cada aluno nas diferentes escolas e salas
de aula. Nas Tabelas 4 e 5 apresenta-se esse panorama com a distribuição dos Votos
de Sensação Térmica Sazonal para verão e inverno nas escolas.
96
5.3.1 No verão:
Na Tabela 5 e Gráfico 9, apresentam-se os votos de sensação térmica sazonal
por escola para o verão. É possível analisar e visualizar as diferenças de votos entre
as instituições e pode-se observar que:
As escolas com os maiores percentuais de conforto são as
Escolas Nicolau Araújo Vergueiro (51%), seguida da Escola
Adelino Pereira Simões (39%). Ambas as escolas possuem
equipamentos de ar-condicionado, porém na Adelino Pereira
Simões, em somente 50% das salas de aula que participaram da
pesquisa. Ressalta-se que, apesar de ter equipamentos de ar-
condicionado não se pode considerar esse percentual de conforto
térmico adequado e diversos fatores podem estar interferindo,
conforme demonstra as análises nas seções seguintes.
Já os índices de desconforto muito quente ou quente foram
encontrados nas escolas Fagundes dos Reis (79%) e Alberto
Pasqualini (75%), ambas sem ar-condicionado. Porém não se
pode afirmar que os condicionadores de ar estão melhorando a
qualidade térmica, uma vez que os índices de desconforto são
altos.
Tabela 5 – S-TSV Verão – Por escola S-TSV VERÃO – Por Escola
Desconforto Conforto Desconforto
ESCOLAS 3 2 1 0 -1 -2 -3
Protásio Alves 33% 34% 24% 7% - 2% -
Nicolau Araújo Vergueiro 11% 39% 14% 34% 3% - -
Colégio Tiradentes 20% 42% 23% 13% 2% - -
Instituto Cecy Leite Costa 23% 43% 12% 22% - - -
Fagundes dos Reis 35% 44% 12% 9% - - -
Adelino Pereira Simões 19% 42% 23% 16% - - -
Maria Dolores 22% 47% 26% 5% - - -
Alberto Pasqualini 22% 53% 13% 12% - - -
Eulina Braga 19% 42% 15% 23% - - -
Antonino Xavier 19% 27% 31% 22% - - -
Fonte: Elaborado pelo autor.
97
Gráfico 9 – S-TSV Verão – Por Escola
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.3.2 No Inverno:
Na Tabela 6 apresentam-se os votos de cada escola para INVERNO, sendo
possível fazer um comparativo ao apresentar os dados desta forma. Observa-se que
alguns votos estão mais dispersos e/ou ora aleatórios. Mas, apesar dessa dispersão
de dados ainda assim os percentuais de Muito Frio (-3) e Frio (-2) são significativos
para todas as escolas, demonstrando confiabilidade nas respostas de maneira geral.
No Gráfico 10, afim de demostrar os Votos de Sensação Térmica Sazonal (S-TSV),
conforme a escala de votos.
Tabela 6 – S-TSV Inverno - Por escola
S-TSV INVERNO – Por Escola
Desconforto Conforto Desconforto
ESCOLAS 3 2 1 0 -1 -2 -3
Protásio Alves - 10% 2% 7% 22% 34% 24%
Nicolau Araújo Vergueiro - - 5% 28% 26% 30% 11%
Colégio Tiradentes 1% 5% 5% 13% 30% 38% 9%
Instituto Cecy Leite Costa - 2% 9% 16% 24% 29% 20%
Fagundes dos Reis - 1% 3% 16% 18% 35% 26%
Adelino Pereira Simões - 5% 1% 13% 15% 36% 30%
Maria Dolores - - - 7% 10% 48% 34%
Alberto Pasqualini - 2% - 17% 18% 40% 23%
Eulina Braga - - 4% 4% 27% 35% 31%
Antonino Xavier - - 1% 22% 27% 35% 14%
Fonte: Elaborado pelo autor.
98
Gráfico 10 - S-TSV Inverno - Por Escola
Fonte: Elaborada pelo autor
5.4 Relação entre Densidade de Ocupação e Desempenho Térmico
O Art. 35 da Resolução 340 de 2018, define as Diretrizes Curriculares para a
oferta do Ensino Médio no Sistema Estadual de Ensino e no inciso 2 diz: o número
máximo de estudantes por turma deverá ser de 40 (quarenta), respeitado o mínimo de
1,20m² por pessoa, considerando a dimensão espacial da sala, de modo a garantir a
circulação, a convivência e a efetivação dos processos de aprendizagem e
desenvolvimento.
Baseado nessa informação pode-se afirmar que as escolas de maneira geral
atendem a esse requisito, exceto o Colégio Tiradentes com área média de 1,17m² por
aluno. Caso as salas de aula fossem avaliadas de maneira individual esse percentual
chegaria 0,80m² por aluno em uma das salas de aula dessa escola.
Para avaliar a densidade de ocupação foram agrupados os votos de
desconforto e conforto. No item 5.4.1, serão avaliados os votos de desconforto (muito
frio e frio / muito quente e quente) e no item 5.4.2, os votos de conforto (levemente
quente/ neutro/ levemente frio) para verão e inverno. Assim, gerou-se gráficos de
dispersão para obter uma curva de tendência. Nas Tabelas 6 e 7 possuem o somatório
dos votos para melhor compreensão desses dados.
99
5.4.1 Votos de conforto (Muito Frio e Frio/ Votos de Muito Quente e Quente)
Nos Gráficos 11 e 12, foram somados os votos de muito quente/quente e ao
analisá-los pode-se concluir que existe uma linha de tendência mais expressiva para
o inverno do que para verão.
No Gráfico 12 (Inverno) observa-se que quanto maior a área por aluno mais
tendência a sentir frio. Portanto, no inverno, as salas de aula com menor densidade
por ocupação têm maiores votos desconforto. As escolas Eulina Braga (66%), Maria
Dolores (82%) e Adelino Pereira (66%) apresentam os maiores percentuais para
inverno.
Conforme a Tabela 6, as escolas com menor área por alunos, Colégio
Tiradentes (1,17m²) e Escola Nicolau Vergueiro (1,29m²), apresentam os melhores
índices de conforto para Inverno.
Existe uma escola distante da curva de tendência, tanto no gráfico de verão
(Gráfico 11), quanto de inverno (Gráfico 12). Essa escola (Eulina Braga) possui 2
turmas com números de alunos significativamente inferiores à média geral, que é de
18 por turma, duas de suas turmas possuem 4 e 8 alunos o que aumenta
significativamente a área por aluno e poderia ser um fator que justificasse essa
disparidade. Caso essa escola fosse ocultada dos gráficos, faria com que a linha de
tendência ficasse levemente mais evidente no Gráfico 11 (Verão). Porém, não se vê
de forma coerente essa correlação. Portanto, nem no verão, nem no inverno se vê
uma correlação da relação de densidade por ocupação e votos de sensação térmica
sazonal, o que sugere que existem outros fatores que estão tornando os ambientes
desconfortáveis, não a densidade.
Gráfico 11 – Densidade por Ocupação x Votos de desconforto - Verão
Fonte: Elaborado pelo autor.
100
Gráfico 12 – Densidade por Ocupação x Votos de desconforto - Inverno
Fonte: Elaborado pelo autor.
Tabela 7 – Votos de desconforto para verão e inverno
Escolas Verão Inverno Área por aluno (m²)
Colégio Tiradentes 62% 47% 1,17
Nicolau Araújo Vergueiro 50% 41% 1,29
Fagundes dos Reis 79% 49% 2,23
Instituto Cecy Leite Costa
66%
49%
2,19
Alberto Pasqualini 75% 63% 2,80
Protásio Alves 67% 58% 2,85
Maria Dolores 69% 66% 3,59
Antonino Xavier 46% 82% 3,11
Adelino Pereira Simões 61% 49% 3,18
Eulina Braga 61% 66% 5,55
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.4.2 Votos de conforto (Levemente Frio /Neutro/ Levemente Quente)
No inverno, pode-se notar que os alunos que estão em salas de aula com menor
área apresentam maiores percentuais de votos de conforto. Portanto, à medida que a
área por aluno diminui, melhor será a condição de conforto dos alunos, conforme
demonstra a linha de tendência do Gráfico 14.
No Gráfico 13 (Verão) a correlação entre votos de conforto e densidade por
ocupação não é tão evidente. Mas se analisar os dados da Tabela 7, as 4 últimas
escolas apresentam as maiores áreas por alunos que são Maria Dolores (3,59m²),
Antonino Xavier (3,11m²), Adelino Pereira Simões (3,18m²) e Eulina Braga (5,55m²)
101
o que sugere que outros fatores estão influenciando o conforto dos ocupantes
desses espaços.
Gráfico 13 - Densidade por ocupação x Votos de conforto- Verão
Fonte: Elaborado pelo autor.
Gráfico 14 - Densidade por ocupação x Votos de conforto- Inverno
Fonte: Elaborado pelo autor.
Tabela 8 – Votos de conforto para verão e inverno
Escolas Verão Inverno Área por aluno (m²)
Colégio Tiradentes 38% 48% 1,17
Nicolau Araújo Vergueiro 51% 58% 1,29
Fagundes dos Reis 21% 37% 2,23
Instituto Cecy Leite Costa 34% 49% 2,19
Alberto Pasqualini 25% 35% 2,80
Protásio Alves 31% 31% 2,85
Maria Dolores 31% 17% 3,59
Antonino Xavier 53% 50% 3,11
Adelino Pereira Simões 39% 29% 3,18
Eulina Braga 38% 35% 5,55
Fonte: Elaborado pelo autor.
102
5.5 Relação entre salas com equipamentos e Desempenho Térmico
Essa seção foi dividida em 3 grupos para análise: salas de aula com ar-
condicionado, salas de aula com ventiladores e salas de aula sem nenhum
equipamento (sem ar-condicionado ou ventiladores). Abaixo estão descritas as
escolas e sala de aula de cada grupo, seguidas por uma análise com tabelas e
gráficos.
Com ar-condicionado: Colégio Tiradentes Militar, Escola Nicolau
Vergueiro, Adelino Pereira Simões (4 salas de aula do prédio recente),
Maria Eulina e Antonino Xavier.
Com ventiladores: Protásio Alves, Fagundes dos Reis, Cecy Leite da
Costa, Alberto Pasqualini e uma sala da escola Maria Dolores. A sala,
denominada “casinha”, é um antigo depósito que foi adaptado para
receber os alunos de 3º ano.
Sem equipamentos: Adelino Pereira Simões os alunos de 2 turnos
participaram da pesquisa, algumas turmas da manhã e outras da noite.
As salas que não possuem equipamentos são as 4 turmas do prédio
antigo. Na Escola Maria Dolores as salas de aula que não possuem
equipamentos são 3 salas de aula, localizadas no prédio principal.
5.5.1 No verão
As salas de aula com ar-condicionado apresentam melhores índices de conforto
térmico conforme demonstra o Gráfico 15. Isso não significa que o desempenho é
bom, mas sim, menos ruim. O desempenho está longe do adequado, pois 52% dos
alunos em sala com ar condicionado ainda diz que se sente quente ou muito quente.
Nas salas sem ar o desconforto ainda é maior, 72%. Ou seja, a existência de
equipamento de ar condicionado não melhorou significativamente o ganho de
desempenho térmico devido ao ar-condicionado.
As salas com ventiladores ou sem equipamentos tem Votos de Sensação
Térmica Sazonal muito similares, ou seja, a presença de ventiladores não melhorou a
qualidade térmica do ambiente.
O fato dos ventiladores não melhorarem a qualidade térmica do ambiente pode
ser explicado pela falta de homogeneidade do fluxo de ar induzido por
103
ventiladores de teto como demonstrado nas Figuras 23 e 24 no item 4.3.7 da seção
anterior, onde demonstra medições de alta resolução do fluxo de ar induzido por
ventilador de teto em uma sala vazia. Os ventiladores de teto podem resfriar os
ocupantes da sala com muita eficiência, porém deve-se observar os vários padrões
de fluxo genéricos de ar ao posicioná-los no teto, além da área de abrangência para
garantir a eficiência. Os ventiladores encontrados nas salas de aula, em geral estão
posicionados no centro das salas de aula e apenas uma unidade, ou seja insuficiente
para atender o espaço.
Nos itens 5.1.1 e 5.1.2 ao observar os votos de Sensação Térmica Sazonal de
maneira geral, os índices de desconforto no verão (63%) apresentam maiores
percentuais que do inverno (57%), ou seja, mesmo com equipamentos de ar-
condicionado, as salas de aula no verão são menos confortáveis do que no inverno.
Os relatos que os ventiladores funcionam com pouca eficiência está sendo
confirmado, conforme os dados da Tabela 6 e relatos dos alunos conforme citado
abaixo:
"Ligam, mas não funcionam" (aluno Escola Fagundes dos Reis). "Ventilador não dá conta" (aluno Escola Fagundes dos Reis). " Ventilador só faz barulho e quase nada de vento" (aluno Escola Alberto Pasqualini). " Nossa sala não tem ventilador, mas se teria, seria bom" (aluno Escola Alberto Pasqualini). " Não tem ar-condicionado na minha sala, no inverno sofremos muito" (alunos da Adelino Pereira Simões). “Sala muito fria no inverno. Não pega sol de manhã, apenas a tarde, no verão é mais confortável” (alunos da Adelino Pereira Simões).
104
Gráfico 15 - Distribuição S-TSV verão em salas de aula com e sem equipamentos – Verão.
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.5.2 No inverno
Os votos de Sensação Térmica Sazonal “muito frio” para os ambientes que
possuem ar-condicionado estão com percentuais significativamente menores, ao
compará-los com os votos das salas que não possuem o equipamento. Não resolve,
mas ameniza a temperatura interna, conforme demonstram os dados do Gráfico 16.
As salas de aula sem ar-condicionado apresentam índices de desconforto
consideravelmente elevados ao compará-las com as que possuem. Os votos de “frio”
apresentaram percentuais similares e o “neutro” prevalece em salas com
equipamento. Baseado nesses dados pode-se afirmar que o nível de desconforto é
maior nas salas de aula sem ar-condicionado.
105
Gráfico 16 – Distribuição S- TSV inverno em salas de aula com e sem equipamentos – Inverno.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Os resultados obtidos nessa seção corroboram com um experimento realizado
na Costa Rica que concluiu que os alunos quando sujeitos a um ambiente
condicionado por ar-condicionado se sentiam termicamente mais confortáveis.
Apresentaram melhora nas tarefas propostas em termos de velocidade quando
sujeitos a temperaturas mais baixa, além do aumento significativo dos que
classificaram as condições térmicas como aceitáveis. Os resultados desta pesquisa
confirmam resultados publicados para climas moderados e estendem sua validez aos
trópicos. Eles indicam que a aclimatização pode influenciar na temperatura ideal de
aprendizagem (SALAZAR et al., 2018).
Já em outro estudo realizado na Austrália com o objetivo de compreender
melhor a percepção do conforto térmico e características comportamentais de
estudantes, os resultados indicaram que os alunos já colocados em salas de aula com
ar-condicionado eram mais propensos a preferir o ar-condicionado para a manutenção
do seu conforto, em comparação com os alunos acomodados em salas de aula sem
equipamentos (DEAR e KIM, 2018).
106
5.5.3 Frequência do uso de equipamentos de ar-condicionado e ventiladores
Com o intuito de verificar a frequência do uso dos equipamentos de ar-
condicionado e ventiladores em cada estação foi realizado esse questionamento aos
professores.
Ao analisar a Figura 37 sobre a frequência do uso do ar-condicionado pode- se
notar que o uso do ar-condicionado no verão ocorre com maior frequência uma vez
que as opções “Sempre” (20%) e “Frequentemente” (50%) ao serem somadas
apresentam um percentual de 70%. O uso do ar-condicionado “Frequentemente” no
verão e inverno tem percentuais próximos, 50% e 55%, ou seja, metade do período
se faz uso dos equipamentos em ambas as estações nas salas de aula.
A ocorrência de “Sempre” tem 20% no verão contra 5% no inverno confirmando
os relados dados por alunos que de maneira geral o uso do ar- condicionado ocorre
predominantemente no calor.
"No verão utilizamos mais o AC, e aí deixamos tudo fechado" – Relato Aluno
Escola Antonino Xavier.
A opção “Nunca” teve percentual igual nas duas estações com 10%, ou seja,
10% das salas de aula nunca usam no inverno e 10% nunca usam no verão, alguns
dos motivos pelo qual não usam conforme relatos: falta de manutenção e ao ligar
ocorre queda de energia.
Figura 37- Frequência do uso de Ar-condicionado – VERÃO/ INVERNO
Fonte: Elaborado pelo autor.
107
Na Figura 38 consta a frequência do uso de ventiladores no verão e no inverno
e pode-se analisar que:
No verão o uso ocorre com maior frequência, uma vez que as
porcentagens de “Sempre” (29%) e “Frequentemente” (53%) quando
somadas representam 76%. Pode-se dizer que compatível com a
estação, uma vez que o verão tem dias de calor intenso e temperaturas
elevadas.
No inverno “Nunca” e o “Raramente”, estão entre as opções marcadas.
O nunca com percentuais mais expressivos, o que o pode-se dizer que
faz todo sentido, uma vez que o inverno é frio e não há necessidade do
uso de equipamento de ventiladores nas salas de aula.
Figura 38 – Frequência do uso do Ventilador – VERÃO/ INVERNO
Fonte: Elaborado pelo autor.
Referente a operação “Ligar e Desligar Equipamentos", os alunos que
participaram da pesquisa podem ligar e desligar quando a turma estiver de comum
acordo. Em caso de ar-condicionado os controles ficam aos cuidados da direção e
mediante autorização do professor podem se dirigir até lá e buscá-lo. Os ventiladores
como os comandos são dentro da sala de aula e havendo o aceite da maioria dos
colegas e professores os alunos podem ligá-lo.
108
5.6 Relação entre Ventilação e Desempenho Térmico
A ventilação é uma estratégia de resfriamento ou perda de calor de um
ambiente por meio da renovação do ar, permitindo aos ocupantes de um espaço,
atingir a sensação de conforto, com o aumento das trocas de calor por convecção na
superfície do corpo. A obtenção de conforto por meio desta estratégia pode ser de
forma direta ou indireta, sua eficiência e importância dependem das condições
climáticas de cada região e deve obedecer ao tipo de ocupação das pessoas dentro
do ambiente (FROTA e SCHIFFER, 2007). A ventilação natural é o emprego do fluxo
normal do ar com o propósito de se obter um bom condicionamento térmico do
ambiente, proporcionando condições favoráveis de conforto aos ocupantes, além da
melhoria da qualidade do ar interno (RODRIGUES, 2008). Analisando os Gráficos 17
e 18 referente aos votos de sensação térmica sazonal e ventilação pode-se notar que:
No verão, a ventilação cruzada não melhorou a qualidade térmica do ambiente,
uma vez que os votos de desconforto (quente ou muito quente) para salas com
ventilação cruzada (67%) está maior do que em salas com ventilação unilateral (62%),
conforme demonstrado no Gráfico 17. Ao analisar os votos de conforto (levemente
quente, neutro e levemente frio) as salas com ventilação cruzada apresentaram
percentuais inferiores do que as com ventilação unilateral. Ou seja, no verão, a sala
possuir ventilação cruzada não está melhorando a qualidade térmica do ambiente.
Pode-se ainda comparar ao item 5.5, que demonstra que salas de aula com ar-
condicionado não tem um ganho de qualidade térmica tão expressivo em relação as
que não tem. Segundo relato de alguns alunos há problemas com a manutenção de
janelas ou referente ao barulho externo ao abrir, que seria um dos motivos da maioria
delas ficarem fechadas durante as aulas. Abaixo alguns relatos:
“Janelas estão emperradas, então a maioria não fica abertas, e caso abrimos as
janelas, vem muito barulho (aluno Colégio Cecy Leite de Castro).
" Abrimos janelas e porta no verão e inverno para ventilar um pouco" (aluno Escola
Protásio Alves).
109
Gráfico 17 – Ventilação e S-TSV no verão.
Fonte: Elaborado pelo autor.
O Gráfico 18 demonstra que no inverno as salas de aula com ventilação
cruzada tem percentuais mais elevados dos votos de desconforto (muito frio ou frio),
ou seja, tem maior desconforto do que as que possuem ventilação unilateral. As salas
com ventilação unilateral apresentaram melhores índices de conforto (levemente
quente, neutro e levemente frio) 48%, contra as que tem ventilação cruzada 25%.
Segundo relatos dos alunos, esses reclamam do cheiro e da ventilação independente
se a sala possui ventilação cruzada ou unilateral:
“Abre a janela fica frio" (aluno Colégio Tiradentes da Brigada Militar).
" A sala de aula cheira ruim" (aluno Escola Adelino Pereira Simões).
" A sala tem cheiro de mofo" (aluno da Escola Alberto Pasqualini).
110
Gráfico 18 – Ventilação e S-TSV no inverno.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Um dos questionamentos da pesquisa teve o intuito de saber a opinião
referente a ventilação da sala de aula e quando perguntado aos alunos de 24 das 45
salas de aula, sobre a eficiência da ventilação na sua sala de aula, 48% responderam
que “Sim” no verão e 32% no inverno (Figura 39). Já os percentuais de “Ás vezes” e
“Não” no verão aparecem com 39% e 13%, demonstrando que mais da metade das
salas de aula apresentam ventilação ineficiente. Dessas 24 salas, 67% tem Ventilação
Cruzada e 33% Unilateral, o que confirma que mesmo que o ambiente proporcione
ventilação cruzada, essa se mostra ineficiente (Figura 40).
Já no Inverno os percentuais de “Sim”, “Não” e “Ás vezes” estão próximos, ou
seja, o resultado está “pior”, uma justificativa seria pelo fato do ambiente permanecer
mais fechado, uma vez que as temperaturas no inverno são baixas o que faz com que
a renovação do ar fique comprometida. A Figura 33, demonstra que 40% das janelas
ficam “Aberta às vezes” durante a aula, um percentual elevado se tratando de um
espaço compartilhado por muitas pessoas.
111
Figura 39 - Eficiência da Ventilação na Sala de aula segundo os alunos para verão e inverno.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Figura 40 – Operação das janelas.
Fonte: Elaborada pelo autor.
Muitas pesquisas têm relacionado a ventilação e a qualidade do ar em seus
estudos de conforto térmico. De acordo com esses estudos, o aumento da taxa de
ventilação pode interferir no rendimento e bem-estar dos usuários.
112
5.7 Relação entre a Vestimenta e Desempenho Térmico
A resistência térmica da roupa é de grande importância para o conforto térmico,
e é medida em “clo”. Quanto maior a resistência térmica das roupas, menor serão as
trocas de calor com o meio, representando uma barreira por convecção. A vestimenta
reduz as perdas em caso de baixo teor de umidade e reduz o ganho de calor relativo
à radiação solar direta. Além de reduzir a sensibilidade do corpo das variações de
temperatura e velocidade do ar, a resistência térmica depende do tecido (FROTA e
SCHIFFER, 2007).
No questionário aplicado fez-se um ajuste, pois os alunos, em alguns
momentos estavam marcando muitas opções, não apenas um conjunto de vestuário.
As amostras respondidas erradas ou não respondidas foram descartadas. Foi
aplicado o questionário com a alteração do layout nas últimas 5 instituições visitadas
permitindo obter respostas com mais êxito, sem necessidade de descartar amostras.
Salienta-se que os alunos tiveram dificuldade em pensar de maneira geral o
que vestiam, por isso foi realizado esse ajuste de forma a ficar mais didático e facilitar
o raciocínio na hora de responder. Observa-se que apenas uma instituição fazia uso
de uniformes, o Colégio Tiradentes da Brigada Militar, porém o uniforme continha
peças variadas o que gerou um “clo” não necessariamente igual entre os alunos que
participaram.
Para analisar os valores de “clo” foi utilizado a nomenclatura “Quartil, pois os
valores de “clo” apresentaram alto grau de incerteza, uma vez que foram os alunos
que anotaram suas vestimentas. Os quartis foram utilizados como um dado indicativo
e foram divididos em 4 intervalos, conforme listado abaixo:
1º Quartil: Roupa Leve
2º Quartil: Roupa Média
3º Quartil: Roupa Moderada
4º Quartil: Roupa Pesada
5.7.1 No verão
Os intervalos 1º Quartil e 2º Quartil concentram cada um deles 50% das
escolhas de vestuário. Apesar de cada intervalo contemplar metade das escolhas
nota-se que no intervalo no 1º quartil 12% dos usuários estão sentindo-se quente. Já
113
os votos de quente ou muito quente quando somados ficaram com 31% (21%+10%).
Isso demostra que há influência da vestimenta no conforto dos usuários daqueles que
apontaram o intervalo 2º quartil (Gráfico 19).
Usar roupa pesada aumenta em 300% a chance de estar no grupo quente ou
muito quente. Nenhuma incidência de muito quente no grupo com roupa mais leve.
Aqueles que marcaram levemente frio, neutro e levemente quente para
intervalo 1º quartil” são 38%, contra 20% para aqueles que marcaram levemente frio/
neutro/ levemente quente no intervalo 2º Quartil. Ou seja, aqueles que estão com
roupas mais leves no verão estão se sentido confortáveis, confirmado a influência da
vestimenta no conforto térmico, conforme dados da Tabela 9 e do Gráfico 19. Para
essa variação de vestimenta no verão pode-se citar alguns fatores como: convenção
social, restrição financeira ou norma da escola.
Observação: Não aparecem dados no 3º e 4º quartil, pois a partir dos valores
obtidos de “clo”, optou-se em dividir em 4 intervalos, sendo, esses denominado de
quartis. Afim de uniformizar a forma de análise manteve-se essa nomenclatura,
mesmo que no verão apresentam-se dados apenas nos dois primeiros intervalos, ou
quartis.
Tabela 9 – Distribuição dos percentuais de resistência térmica da vestimenta no verão.
Resistência Térmica da Vestimenta - Sala de Aula Verão
Votos 1º quartil 2º quartil 3º quartil 4º quartil
Leve Média Moderada Pesada
Muito Frio
Frio
Levemente Frio 8% 1%
Neutro 10% 8%
Levemente Quente 20% 11%
Quente 12% 21%
Muito Quente 10%
Total 50% 50%
Fonte: Elaborado pelo autor.
114
Gráfico 19 - Relação dos Voto de Sensação Térmica Sazonal e resistência térmica da vestimenta- Verão
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.7.2 No inverno
Os valores da resistência térmica da roupa para o inverno estão concentrados
entre os intervalos 2º Quartil (13%), 3º Quartil (36%) e 4º Quartil (61%). Os percentuais
demostram que as salas de aula são frias e que é necessário compor um conjunto de
vestimentas com maior resistência térmica para os dias de clima frio (Gráfico 20).
Dos alunos que marcaram como seu vestuário no 2º Quartil, 52% estão
desconfortáveis (frio/muito frio), os que marcaram no 3º Quartil 67% e entre aqueles
que marcaram, 4º Quartil, 57% estão desconfortáveis.
115
Gráfico 20 - Relação dos Voto de Sensação Térmica Sazonal e resistência térmica da vestimenta - Inverno
Fonte: Elaborado pelo autor.
Nota-se no Gráfico 20 que as pessoas com mais roupa (3º e 4º quartil) estão
com mais frio uma vez que os percentuais de votos de muito frio ou frio estão elevados.
Uma provável explicação é que um percentual significativo desses alunos estão nas
escolas mais frias ou a estimativa da vestimenta no inverno é mais complexa e envolve
mais peças o que aumenta a chance de erro na coleta. Observando esse grupo de
alunos com “clo” inverno mais elevado e em desconforto foi separado por escolas
conforme demonstra o Gráfico 21, para buscar uma explicação e tentar entender quem
são esses alunos e onde eles estão.
No gráfico 21 nota-se que esses alunos estão distribuídos nas escolas
Fagundes dos Reis, Cecy Leite da Costa e Colégio Tiradentes. As três escolas estão
com a maior densidade por ocupação conforme dados do item 5.4 e possuem Votos
de Sensação Térmica Sazonal de desconforto com 61%, 49% e 47%. O colégio
Fagundes dos Reis e Cecy Leite da Costa estão na posição leste, não possuem ar-
condicionado e o Colégio Tiradentes, com salas de aula nas posições norte e sul e
possuem ar-condicionado. Portanto não há uma correlação evidente entre “clo” e S-
TSV para essa amostra, sugere-se limitação na coleta de dados e/ou método.
116
Gráfico 21 – Votos de Muito Frio/Frio 3º e 4º Quartil
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.8 Relação entre a Posição Solar e Desempenho Térmico
Com a arquitetura cada vez mais sensível ao clima, os critérios de projeto e
construção podem ajudar a minimizar os desconfortos, além de contribuir para
conservação e melhor eficiência energética das edificações. A construção de edifícios
com a ajuda da arquitetura solar, que utiliza princípios como localização geográfica,
condições climáticas, forma, orientação das aberturas, mecanismos de sobreamento
adequados, entre outros contribuem e reduzem as exigências de energia artificial para
alcançar o conforto térmico interno das edificações. Porém quando se trata de edifícios
escolares e públicos, estes inevitavelmente estão sujeitos a fatores funcionais e
econômicos que consequentemente influenciam nas tomadas de decisões de
projetos.
Nesta pesquisa não foram encontradas relações tão evidentes e diretas entre
a posição solar e conforto térmico utilizando o método S-TSV, podendo esse ser uma
das limitações dessa métrica. Existe uma sutil melhora da qualidade térmica nas salas
voltadas a leste no inverno e as salas voltadas a Oeste no verão. Como não ficou
evidente, tem que se avaliar outros parâmetros como por exemplo o contexto em que
as escolas estão inseridas. Assim, se tem um resultado mais conclusivo conforme é
sugerido para pesquisas futuras, uma vez que o os
117
microclimas têm efeitos diretos e são fatores determinantes para o conforto térmico
das edificações (GAO et al., 2012).
5.8.1 No Verão
O Gráfico 22 demostra a distribuição os votos de Sensação Térmica Sazonal
por posição solar e pode-se observar que as posições que apresentam piores índices
de conforto quando são: Norte (68%), Leste (66%) e Sul com (64%), ou seja muito
similar. As posições Sul/Norte/Leste quando somados os votos de conforto estão com
percentuais também similares: Sul (36%), Norte (31%) e Leste (33%).
A posição que apresenta melhor índice de conforto é a Oeste (54%). As salas
de aula a Oeste apresentaram os votos de conforto e desconforto equilibrados. Uma
hipótese é que os alunos em geral têm aula no turno da manhã e a incidência solar
não estará presente no período de aula. Portanto os ganhos internos são
determinantes no desempenho, já que a densidade de ocupação tem um papel mais
claro no desempenho do que a orientação da sala de aula.
Gráfico 22 - S-TSV e posição solar verão.
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.8.2 No Inverno
No Gráfico 23, demonstram-se os Votos de Sensação Térmica Sazonal para o
inverno nas salas de aula por posição sola. Podemos observar que as posições
118
Norte/ Sul apresentam os maiores índices de desconforto com percentuais de 60% e
57% seguida das posições Leste/ Oeste com 54%. As posições Leste/Oeste
apresentam uma sutil melhora nos índices de conforto 43% e 45% contra 37% e 38%
das posições Norte/Sul.
Gráfico 23 – S-TSV e posição solar inverno.
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.9 Relação entre Área Envidraçada e Desempenho Térmico
As áreas envidraçadas têm relação com os ganhos térmicos que irão incidir
sobre a edificação. No entanto, a quantidade de área e a posição solar podem
influenciar esses ganhos. As fachadas mais críticas para áreas envidraçadas sem
sombreamento são aquelas voltadas a Norte. Consequentemente existem possíveis
acréscimos com consumo de sistemas de ar-condicionado e /ou ventiladores uma vez
que o ambiente térmico se torna insatisfatório. Segundo Ralegaonkar e Gupta (2010),
áreas envidraçadas desempenham um papel vital para a incursão solar dentro dos
edifícios e devem ser sombreadas adequadamente para regular a entrada de luz e sol
por exigências sazonais do clima. Portanto, adequar a área envidraçada para que ela
esteja protegida nos períodos de maior ganho solar, principalmente no verão, é
fundamental para o bom desempenho térmico desses ambientes.
Para analisar a relação da área envidraçada e desempenho térmico, foram
agrupados os votos de desconforto e conforto. No item 5.9.1, são avaliados os votos
119
de muito frio e frio / muito quente e quente e no item 5.9.2, os votos de levemente
quente, neutro e levemente frio para verão e inverno. Os dados são apresentados nos
Gráficos 24 e 25 e nas tabelas 9 e 10 com o somatório dos votos para melhor
compreensão e avaliação de dados.
5.9.1 Votos de desconforto para verão e inverno
Ao avaliar os votos de Sensação Térmica Sazonal para verão, quando somados
os votos de muito quente e quente pode-se notar que quanto maior a porcentagem de
área envidraçada maior são os votos de desconforto (muito quente/quente) conforme
demonstra o Gráfico 24 e a linha de tendência. O ganho térmico dos ambientes com
maior área envidraçada é maior.
Para inverno a correlação de Área Envidraçada e Votos de Sensação Térmica
Sazonal não é evidente como pode se observar no Gráfico 25 em relação ao Gráfico
24.
Na tabela 10 pode-se observar que no verão e inverno os votos de Sensação
Térmica Sazonal da escola que possui a menor percentual de abertura (6% - Antonino
Xavier) e a que possui maior (19% - Nicolau Araújo Vergueiro) estão com índices de
desconforto menores ao comparar com as demais escolas.
Gráfico 24- Área envidraçada x votos de desconforto – Verão.
Fonte: Elaborado pelo autor.
120
Gráfico 25 - Área envidraçada x votos de desconforto – Inverno.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Tabela 10 – Votos de desconforto para verão e inverno.
Votos de Muito Quente e Quente e de Muito Frio e Frio
Verão Inverno Área Envidraçada (m²)
Antonino Xavier 46% 49% 6%
Protásio Alves 67% 58% 11%
Colégio Tiradentes 62% 47% 12%
Maria Dolores 69% 82% 12%
Alberto Pasqualini 75% 63% 15%
Instituto Cecy Leite Costa 66% 49% 15%
Eulina Braga 61% 66% 15%
Adelino Pereira Simões 61% 66% 17%
Fagundes dos Reis 79% 61% 18%
Nicolau Araújo Vergueiro 50% 41% 19%
Fonte: Elaborado pelo autor.
5.9.2 Votos de conforto (levemente frio/ neutro/ levemente quente)
Ao analisar o Gráfico 26, pode-se concluir que quanto menor a área
envidraçada maior os percentuais dos votos de conforto. Ou seja, as salas de aula
que possuem menos áreas envidraçadas estão em uma situação melhor de conforto
em relação aquelas com mais áreas, no verão.
No Gráfico 27, a correlação entre votos de sensação térmica sazonal dos
usuários que estão em conforto no inverno não está evidente e conclui-se que outros
fatores devem estar influenciando o desempenho dos ambientes.
121
Gráfico 26 – Área envidraçada x Votos de conforto – Verão.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Gráfico 27 – Área envidraçada x Votos de conforto – Inverno.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Tabela 11 – Votos de conforto.
Votos de Levemente Frio, neutro e Levemente Quente
Escolas Verão Inverno Área Envidraçada (m²)
Antonino Xavier 53% 50% 6%
Protásio Alves 31% 31% 11%
Colégio Tiradentes 38% 48% 12%
Maria Dolores 31% 17% 12%
Instituto Cecy Leite Costa 34% 49% 15%
Alberto Pasqualini 25% 35% 15%
Eulina Braga 38% 35% 15%
Adelino Pereira Simões 39% 29% 17%
Fagundes dos Reis 21% 37% 18%
Nicolau Araújo Vergueiro 51% 58% 19%
Fonte: Elaborado pelo autor.
122
5.10 Conclusões
Os resultados apresentados nesse capítulo permitem tecer as seguintes
conclusões:
Grande parte das escolas tem desempenho térmico insatisfatório, tanto
no verão quanto no inverno e muitos estudos tem defendido que os
alunos apresentam melhor desempenho quando os espaços são
adequados;
A resposta térmica varia significativamente entre escolas, salas de aula
e alunos, portanto há variações no conforto térmico dentro do mesmo
ambiente. Tal variação torna-se um tema a ser explorado em futuros
estudos;
Observa-se que apesar de algumas salas de aula possuírem ar-
condicionado, ventiladores, ventilação cruzada, arborização externa,
diferentes posições solares, esses elementos, muitas vezes não
amenizam ou melhoram a sensação térmica dos usuários de maneira
geral para verão e inverno;
Pode-se entender que espaço adequado é aquele em que o usuário se
sente em melhor conforto térmico, portanto essa hipótese é sugerida no
item 5.5. As salas de aula dessa pesquisa que possuem equipamentos
de ar-condicionado apresentam índices de desconforto menor em
relação aos ambientes que não possuem equipamentos;
A presente investigação demonstra que o desempenho térmico é menos
desconfortável em ambientes com ar-condicionado tanto no verão como
inverno;
Dentro desta amostra, as casas têm desempenho substancialmente
melhores que as escolas pesquisadas, mostrando que edifícios sujeitos
ao mesmo clima podem ter seu desempenho melhorado se construídos
e operados adequadamente;
Alunos com vestimentas mais leves no verão tendem a se sentir mais
confortáveis em relação aqueles que compõe um conjunto de vestimenta
mais pesada;
123
O desempenho térmico do edifício escolar pode ser melhorado por meio
de políticas que incentivem os alunos a se vestirem adequadamente
conforme as estações do ano;
As salas de aula desta amostra no verão apresentam melhores índices
de conforto a Oeste e as voltadas para Leste apresentam pior índice de
conforto;
As salas de aula desta amostra no inverno nas posições Leste/Oeste
apresentam índices de conforto ligeiramente melhores que as salas a
Norte/Sul;
As salas de aula sem ventilação cruzada tendem a ser mais confortáveis
no inverno.
Observa-se, para essa pesquisa, que quanto maior a área por aluno
mais tendência a sentir frio no inverno. Portanto, as salas de aula com
menor densidade por ocupação têm maiores de desconforto;
No verão a correlação entre votos de conforto (Levemente Frio/Neutro/
Levemente Quente) e densidade por ocupação não é tão evidente
quanto no inverno;
O S-TSV tem um potencial para ampliar pesquisas de campo em
conforto térmico em edifícios escolares fornecendo uma métrica
significativa e simples para a avaliação do desempenho térmico;
A aplicação do S-TSV em grandes amostras pode ser eficiente para
desvendar relações de complexidade entre as diversas variáveis
analisadas e identificadas nos experimentos de campo de pequena
escala;
As informações obtidas com a aplicação do S-TSV podem ser usadas
para a compreensão global de conforto térmico e apoiar o
desenvolvimento de políticas para melhorar o desempenho térmico em
salas de aula. Essa métrica não substitui, mas complementa as já
existentes como o PMV, pois o conforto térmico é um fenômeno
complexo que requer avaliações utilizando vários instrumentos.
124
6 ANÁLISE DO DESEMPENHO ESCOLAR
O ambiente interno em sala de aula é importante para a saúde e para o bom
desempenho escolar dos alunos. Constituir um espaço escolar agradável é de
extrema importância para avanço social e econômico do país. A palavra ambiente de
acordo com Miranda et. al (2015), expressa todo o conjunto de ações humanas e a
sua interação com o espaço físico que podem influir diretamente no ensino e
aprendizagem. Assim, os resultados dessa pesquisa além de avaliar a percepção
térmica sob o ponto de vista dos usuários busca a correlação do ambiente com o
desempenho escolar. As análises do desempenho escolar estão sendo feitas com
base nas respostas obtidas no questionário aplicado e comparadas com: votos de
sensação térmica sazonal, salas de sula com e sem equipamentos, ventilação
unilateral e cruzada, valores da resistência térmica do vestuário (medido em “clo”) e
posição solar.
Observou-se que existem dois padrões de avaliações nas escolas participantes
da pesquisa. Um dos métodos de avaliação é expresso por notas de 0 a 10 em cada
componente curricular (disciplina) e outro por conceitos divididos em 5 áreas do
conhecimento. Quando utilizado conceitos esses são: CRA (0- 49) Construção
Restrita da Aprendizagem; CPA (50-69) Construção Parcial da Aprendizagem; CSA
(70-100) Construção Satisfatória da Aprendizagem. A perspectiva é o educando como
construtor do seu saber enquanto o professor assume o papel de mediador, segundo
documento orientativo de reestruturação curricular disponível no site da Secretaria
Estadual de Educação do Estado do Rio Grande (2016).
No questionário aplicado aos alunos, foi solicitado que os alunos sinalizassem
o desempenho escolar através do método de notas, não de conceitos. Desse modo,
baseados em seu desempenho escolar, os próprios alunos marcaram a opção em que
se enquadravam. As visitas às escolas aconteceram após o recebimento das notas
do 2º bimestre, então já estavam cientes de seu desempenho quantitativo, e os
resultados apresentados deveriam ser vistos de maneira exploratória.
Para tecer conclusões mais assertivas, seria necessário empregar testes
hipotéticos que fossem capazes de quantificar o grau de diferença entre os grupos
retratados. Tais testes não foram empregados, e as comparações realizadas são
125
baseadas apenas na distribuição geral dos dados, analisados por meio de gráficos
comparativos. Poderia ser feita uma comparação com os dados do Senso Escolar de
2018, porém estes são divulgados em meados de maio do ano subsequente, não
estando disponíveis em tempo hábil para acrescer a esta pesquisa.
6.1 Desempenho Escolar Geral
A avaliação é um meio no processo de aprendizagem e entende-se que através
dela se tem uma perspectiva das habilidades do educando. O desempenho escolar
atribuído nessa pesquisa refere-se e concentra-se em situações de interações com o
meio, não sendo uma avaliação sobre métodos didáticos de ensino e diferentes
métodos de avaliações. Nesse sentido essa pesquisa concentra-se no ambiente e nas
possíveis interações com este.
Caso fossem comparados os resultados dessa pesquisa com o indicador de
qualidade do ensino, medido pelo IDEB (Índice de Desenvolvimento da Educação
Básica) os dados diferem, uma vez que a média geral para o município de Passo
Fundo/RS apresenta um índice de 3,6, aquém da meta estabelecida, porém
compatível com a média nacional (INEP, 2012) e as médias desse estudo estão
superiores. Obviamente que o IDEB é uma forma de avaliação mais complexa e que
mede um conjunto de fatores e nessa pesquisa foi solicitado para os alunos indicarem
qual seu desempenho escolar de maneira genérica.
Portanto, referente ao desempenho escolar pode-se observar que os maiores
percentuais estão concentrados em 3 intervalos de notas, entre “5 e 6”, “6 e 7” e
“Acima de 7”. As notas entre “6 e 7” foram as que apareceram com maior frequência,
com 43% dos alunos marcando como esse o seu desempenho escolar. Observa-se
que de maneira geral as médias das escolas são entre 6 e/ou 7, ou seja, 43% dos
alunos estão na média ou acima dela, conforme dados da Figura 41.
Pode-se ainda dizer que o percentual “Acima de 7” apresenta um índice
relativamente elevado com 37% da amostra. Nota-se que muitos dos alunos que
marcaram como essa opção estão concentrados no Colégio Tiradentes da Brigada
Militar, escola essa que obteve o melhor desempenho do IDEB com índice 6 e
compatível com o resultado apresentado nessa pesquisa, pois foi a que obteve o
melhor desempenho escolar, conforme demonstrado na próxima seção.
126
Figura 41 – Desempenho Escolar Geral
Fonte: Elaborada pelo autor.
6.2 Desempenho Escolar por Escola
A escola que apresentou o melhor desempenho escolar foi o Colégio Tiradentes
da Brigada Militar com notas predominantemente entre “6 e 7” e “Acima de 7”. Não se
pode afirmar que existe uma relação direta do ambiente no desempenho desses
alunos, pois apesar dos votos de sensação térmica sazonal apresentarem percentuais
de desconforto significativos no verão (62%) e no inverno (47%), pode-se concluir que
os alunos apresentam um bom desempenho. Portanto, entende-se que o método de
ensino, regras e normas da escola se mostram eficientes e mesmo que os alunos
estejam em desconforto por calor e/ou frio, seu desempenho escolar não é
prejudicado. A Tabela 12 e Gráfico 28 apresentam o desempenho geral por escola
com a distribuição dos percentuais das notas.
127
Tabela 12 – Desempenho Escolar – Por Escola
DESEMPENHO ESCOLAR POR ESCOLA
ESCOLAS 1 a 3 3 a 5 5 a 6 6 e 7 Acima 7
Protásio Alves 3% 10% 17% 29% 40%
Nicolau Araújo Vergueiro 3% 5% 16% 55% 20%
Colégio Tiradentes da Brigada Militar - - 1% 23% 76%
Instituto Cecy Leite Costa 4% 4% 11% 44% 36%
Fagundes dos Reis 1% 6% 22% 34% 37%
Adelino Pereira Simões 2% 7% 25% 50% 17%
Maria Dolores - 5% 19% 43% 33%
Alberto Pasqualini - 7% 18% 57% 18%
Eulina Braga - - 27% 42% 31%
Antonino Xavier - - 12% 55% 34%
Fonte: Elaborado pelo autor.
Gráfico 28 – Desempenho Escolar por Escola
Fonte: Elaborado pelo autor.
6.3 Relação dos Votos de Sensação Térmica Sazonal e Desempenho Escolar
Buscando compreender a influência do ambiente no desempenho escolar,
foram comparados os Votos de Sensação Térmica Sazonal e Desempenho Escolar
nas duas estações analisadas, verão e inverno. Ao analisar os dados do Gráfico 29 e
30 da Tabela 13 e 14 nota-se que apesar de muitos alunos estarem em desconforto a
maioria apresenta bom desempenho escolar.
128
Os alunos que apresentam maiores percentuais de conforto (levemente
frio/neutro/levemente quente), estão com seu desempenho melhor, com notas entre
“5 e 6”, “6 e 7” e “Acima de 7”.
Os alunos com desempenho “1 e 3” e “3 e 5” apresentam um elevado índice de
desconforto, chegando a 76% no verão e 67% no inverno. Ou seja, os alunos com
maior desconforto tanto no verão quanto no inverno estão com desempenho escolar
menor. E muitos estudos tem apontado que a produtividade está diretamente
relacionada com as condições do ambiente e que as condições térmicas adequadas
podem influenciar positivamente o desempenho dos alunos e ocupantes
(ARENHARDT, 2017; COUTINHO FILHO, 2007).
Gráfico 29 – Desempenho Escolar e S-TSV Verão
Fonte: Elaborado pelo autor.
Tabela 13 - Desempenho Escolar e S-TSV Verão
Desempenho Escolar e S-TSV Verão
Desempenho Escolar 3 2 1 0 -1 -2 -3
1 e 3 36% 36% 18% 9%
3 e 5 21% 55% 9% 15%
5 e 6 22% 41% 20% 16% 1%
6 e 7 21% 42% 19% 17% 1%
Acima de 7 23% 39% 22% 15% 1%
Fonte: Elaborado pelo autor.
129
Gráfico 30 – Desempenho Escolar e S-TSV Inverno
Fonte: Elaborado pelo autor.
Tabela 14 - Desempenho Escolar e S-TSV Inverno
Desempenho Escolar e S-TSV Inverno
Desempenho Escolar 3 2 1 0 -1 -2 -3
1 e 3 9% 18% 9% 36% 27%
3 e 5 0% 18% 15% 52% 15%
5 e 6 3% 3% 15% 17% 36% 26%
6 e 7 3% 3% 15% 22% 35% 21%
Acima de 7 0% 3% 4% 15% 25% 34% 19%
Fonte: Elaborado pelo autor.
6.4 Relação entre Salas com Equipamentos (ventilador, ar-condicionado e
salas sem nenhum equipamento) e Desempenho Escolar
Para minimizar o efeito das temperaturas elevadas em função das mudanças
climáticas e ambientais, se faz necessário o uso de equipamentos para alcançar o
conforto térmico dos seus ocupantes, uma vez que, muitos edifícios não foram
projetados de forma a otimizar as condicionantes locais.
Diante desse cenário, pode-se notar que os ambientes climatizados tem um
impacto sobre a produtividade dos ocupantes e os dados obtidos nesse estudo
demonstram que as salas de aula com ar-condicionado apresentam percentuais mais
elevados nas opções “6 e 7” e “Acima de 7” em relação as salas de aula com
ventiladores ou sem equipamentos.
130
As salas de aula que não possuem nenhum equipamento estão com seu
desempenho menor, uma vez que estão com 33% entre “1 e 3”, “3 e 5” e “6 e 7”. Pode-
se afirmar que o resultado das avaliações dos estudantes é fortemente ligada a
sensação térmica registrada e que há influência da temperatura do ambiente no
desempenho dos alunos (Gráfico 31).
Gráfico 31 – Relação Desempenho Escolar e Equipamentos
Fonte: Elaborado pelo autor.
Estes dados corroboram com um estudo realizado na China, no qual constatou-
se que a influência da condição térmica nos testes de desempenho de aprendizagem.
Os resultados indicaram que o desconforto térmico causado por altas ou baixas
temperaturas influenciam negativamente o desempenho de aprendizagem dos alunos
(JIANG et al., 2018).
6.5 Relação entre Ventilação e Desempenho Escolar
A importância da ventilação adequada em edifícios é apoiada por uma série de
estudos que investigam a associação das taxas de ventilação e produtividade. O
Gráfico 32, apresenta dados de ventilação cruzada, unilateral e desempenho escolar.
Observa-se que não há uma correlação evidente, uma vez que, espera-se que o
resultado de desempenho escolar seja superior em salas de aula com ventilação
cruzada. O resultado que se tem é o oposto. As salas com ventilação unilateral
possuem desempenho escolar superior.
131
Entende-se que é necessário avaliar outros parâmetros quando se trata de
desempenho escolar, mas para justificar o resultado dessa seção pode-se avaliar
alguns dados dessa própria pesquisa.
O que pode estar elevando o percentual de desempenho escolar em salas de
aula com ventilação unilateral é que 60% delas possuem ar-condicionado e 30% das
salas com ventilação cruzada. Conforme demonstram os resultados do item 5.5, as
salas de aula com ar-condicionado têm uma melhora na qualidade térmica e no item
6.4, demonstram que salas de aula com ar-condicionado possuem melhor
desempenho escolar. Portanto, esse pode ser um fator que responda porque as salas
com ventilação unilateral apresentaram um melhor desempenho escolar.
Gráfico 32 – Relação Ventilação e Desempenho Escolar
Fonte: Elaborada pelo autor.
Portanto, as pesquisas têm demostrado que as condições físicas do ambiente,
associadas a ventilação influenciam no ensino e aprendizagem Heath e Mendell
(2002) revisaram criticamente as evidências disponíveis sobre as relações entre
qualidade ambiental interna (QAI) nas escolas e desempenho dos alunos. Apesar de
limitadas, as evidências ficaram claras. A evidência mais persuasiva disponível sugere
que alguns aspectos da QAI incluindo baixa taxa de ventilação e luz do dia ou luz
artificial, podem reduzir o desempenho dos ocupantes. Não diferente dos resultados
encontrados em uma investigação realizada em 2012 na Inglaterra por Bakó-Biró,
Clement-Croome, Kochhar, Awbi e Williams em oito escolas primárias que concluiu
que baixas taxas de ventilação nas salas de aula reduzem significativamente a
atenção dos alunos e afetam negativamente a
132
memória. E corroboram com estudos anteriores, onde o aumento das taxas de
ventilação e a redução das concentrações de dióxido de carbono em ambientes
fechados foram associados a melhorias na saúde no trabalho (SEPPANEN et al.,
1999). Em um estudo de 35 salas de aula norueguesas, concentrações mais altas de
CO2, que indicam menores taxas de ventilação externa por pessoa, foram associadas
a pior desempenho (p <0,01) em testes computadorizados de tempo de reação
(MYHRVOLD et. al., 1996).
6.6 Relação entre Vestimenta e Desempenho Escolar
Os valores da resistência térmica da vestimenta (“clo”) apresentados nessa
pesquisa são uma estimativa e pode-se dizer que a combinação de vários fatores
podem influenciar tanto o conforto térmico como o desempenho escolar. Nesse
sentido, os valores de “clo” demonstrados são o somatório de um conjunto de
vestuários informados por alunos e não foram realizados testes adicionais para
mensurar e testar o aprendizado nesses ambientes. Ao fazer uma análise geral entre
todas as escolas referente a influência da resistência térmica da vestimenta no
desempenho escolar, pode-se estimar que:
6.6.1 No Verão
Conforme dados do Gráfico 33 e Tabela 15, em 21% dos casos as notas estão
entre “1 e 3”; “3 e 5”; “5 e 6” e em 79% as notas se concentraram entre “6 e 7”
(42%) e “Acima de “7 (36%).
A ausência de influência da relação da vestimenta é notável considerando que
os alunos com vestimenta pesada no verão apresentam maior risco de estarem no
grupo quente/ muito quente. Isso indica que o desempenho térmico não é um fator
preponderante para o desempenho escolar, fazendo-se a ressalva quanto às
limitações do método de coleta de dado desta pesquisa. Este resultado não reflete
estudo anteriores que mostram que o desempenho térmico e o aprendizado estão
intimamente ligados, o que mostra que coleta de dados por estação não é capaz de
captar este fenômeno.
Um exemplo é o estudo desenvolvido por Faerevick e Reinsertsen (2003) que
investigaram o efeito da proteção da roupa em diferentes condições ambientais, no
133
desempenho fisiológico e cognitivo de 8 indivíduos. Os indivíduos foram sujeitos a 3
diferentes condições de temperaturas 0°C, 23°C e 40°C. Os autores concluíram que
o aumento da temperatura indicou elevado nível de stress por calor. No que tange a
produtividade nos 2 testes realizados, os sujeitos quando em alta temperatura
apresentaram um número de reações incorretas significativamente maiores a 40°C do
que a 23°C. O que sugere que o stress por calor afeta o desenvolvimento cognitivo.
Os resultados obtidos corroborando com estudos realizados por Wargocki e Wyon em
2005 em uma escola primária onde constataram que reduzir a temperatura de 25º C
para 20º C gerou um efeito positivo sobre o desempenho dos estudantes.
Gráfico 33 – Desempenho Escolar e resistência térmica da vestimenta - Verão
Fonte: Elaborada pelo autor.
Tabela 15 – Relação do Desempenho Escolar e “clo” Verão
Desempenho escolar e resistência térmica da vestimenta - Verão
Clo 1 e 3 3 e 5 5 e 6 6 e 7 Acima de 7 Total
1º Quartil 1% 2% 8% 20% 19% 50%
2º Quartil 1% 2% 8% 22% 17% 50%
3º Quartil
4º Quartil
TOTAL 2% 4% 16% 42% 36% 100%
Fonte: Elaborada pelo autor.
134
6.6.2 No Inverno
Ao fazer uma análise geral da resistência térmica da vestimenta no
desempenho escolar, pode-se observar que 21% dos usuários estão com notas entre
“1 e 3”, ”3 e 5”; “5 e 6” e os outros 79% não e as notas se concentraram entre “6 e 7”
e “Acima de 7”. O grupo com vestimenta mais pesada tem maior chance de ter melhor
desempenho acadêmico ao analisar os dados da Tabela 15 e Gráfico 34.
Tabela 16 - Relação do desempenho escolar e resistência térmica da vestimenta -
Inverno
Desempenho escolar e resistência térmica da vestimenta - Inverno
1 e 3 3 e 5 5 e 6 6 e 7 Acima de 7 Total
1º Quartil
2º Quartil 1% 4% 7% 1% 13%
3º Quartil 1% 5% 11% 8% 26%
4º Quartil 1% 2% 7% 24% 27% 61%
TOTAL 1% 4% 16% 43% 36% 100%
Fonte: Elaborada pelo autor.
Gráfico 34 – Desempenho Escolar e “clo” Inverno
Fonte: Elaborada pelo autor.
6.7 Relação entre a Posição Solar Geral e Desempenho Escolar Geral
Ao analisar os dados do Gráfico 35 pode-se concluir que as salas de aula
posicionadas a sul representam 16% e os alunos que estão nessa posição
135
apresentaram desempenho escolar melhor em relação as outras posições, com notas
54% “Acima de 7”. O Colégio Tiradentes da Brigada Militar tem 3 de suas 5 salas
voltadas a sul e seu desempenho escolar foi o melhor da amostra, portanto elevando
esses percentuais.
As posições Norte, Leste e Oeste apresentam os percentuais de notas entre “1
e 3”; “3 e 5”; “5 e 6” bem próximas. Quando somadas apresentam um percentual
de 23% e 22%.
As posições Leste e Oeste ao somar as notas “6 e 7”; “Acima de 7”, estão com
percentuais iguais 78% e Norte 77%. Levando em consideração que em geral os
alunos têm aulas no turno da manhã não se estabelece uma relação evidente sobre a
posição solar e o desempenho escolar.
Gráfico 35 – Desempenho Escolar por Posição Solar
Fonte: Elaborada pelo autor.
6.8 Conclusões
Os resultados apresentados nesse capítulo, referentes ao Desempenho
Escolar e correlações, permitem concluir que:
O ambiente térmico de uma sala de aula tem impacto no desempenho de
aprendizado e nas percepções térmicas dos alunos;
O desempenho escolar geral dessa amostra foi satisfatório, com mais de 80%
dos alunos acima da média, ao somar as notas entre “6 e 7” e “Acima de 7”.
136
A instituição que apresentou melhor desempenho escolar foi o Colégio
Tiradentes da Brigada Militar, os dados dessa pesquisa corroboram com o
índice do IDEB dessa escola;
Com base nos pressupostos apresentados nessa pesquisa é possível afirmar
que os alunos com maior desconforto tanto no verão quanto no inverno estão
com desempenho escolar menor, ou seja o desempenho escolar está ligado a
percepção térmica dos alunos e o ambiente físico escolar e sua qualidade são
indispensáveis no processo de aprendizagem;
As salas de aula que não possuem nenhum equipamento estão com seu
desempenho escolar menor;
As salas de aula com ar-condicionado têm maior incidência de notas entre “6 e
7” e “Acima de 7”;
Apesar de muitos estudos sugerirem que que baixas taxas de ventilação nas
salas de aula reduzem significativamente o desempenho escolar dos alunos,
as salas de aula dessa pesquisa com ventilação unilateral apresentaram
desempenho escolar superior em relação as com ventilação cruzada. Um fator
que possívelmente esteja elevando o desempenho, é o fato de 60% desses
ambientes possuirem ar-condiconado. E conforme demonstram os resultados
do Capítulo 5, os Votos de Sensação Térmica Sazonal em ambientes com ar-
condicionado apresentaram melhores índices de conforto;
Referente à vestimenta: não é possível afirmar que a vestimenta somente tenha
seu impacto no conforto térmico dos usuários, ou seja, não é a principal razão
para o melhor ou pior desempenho escolar;
A vestimenta pode, neste caso, ser um indicador de padrão sócio econômico
que afeta a vida do aluno como um todo e pode se refletir no seu desempenho
escolar. A relação entre vestimenta e desempenho escolar é clara e ações no
sentido de melhorar o acesso a vestimenta adequada podem ter impacto
positivo no desempenho dos alunos;
Não se estabelece uma relação evidente sobre a posição solar das salas de
aula e o desempenho escolar para essa amostra.
137
7 CONSIDERAÇÕES FINAIS
7.1 Discussões
Este estudo promoveu uma discussão sobre o espaço escolar no que se refere
a desempenho térmico e desempenho escolar. Foi possível perceber que o ambiente
interno das salas de aula pode ter um grande efeito no conforto, saúde e na
aprendizagem, portanto, estudá-lo e entendê-lo é fundamental.
Ainda assim, a insatisfação dos usários com o ambiente térmico é expressiva.
Muitos estudos têm defendido que os estudantes apresentam melhor desempenho em
decorrência de uma qualidade educacional elevada, quando os espaços são
adequados às suas necessidades, ou seja, quando os edifícios proporcionam conforto
ambiental para os usuários.
O presente estudo sugere que o desconforto térmico causado por altas ou
baixas temperaturas possui um impacto no desempenho de aprendizagem, e que a
qualidade do ambiente térmico de uma sala de aula tem um papel importante na vida
do aluno. Dentro desta amostra, um dos questionários aplicados teve o intuito de
perguntar sobre a qualidade térmica nas casas dos alunos, e os resultados
apresentaram que as casas possuíam um desempenho substancialmente melhor que
as escolas. Isso demonstra que edifícios sujeitos ao mesmo clima podem ter seu
desempenho melhorado, se construídos e operados adequadamente.
Apesar de muitos estudos indicarem que baixas taxas de ventilação reduzem o
desempenho escolar, as salas de aula dessa pesquisa, com ventilação unilateral,
apresentaram desempenho escolar superior em relação às salas com ventilação
cruzada. Uma justificativa é que, nesta investigação, o desempenho térmico foi mais
satisfatório em ambientes com ar-condicionado, tanto no verão como inverno, e em
60% das salas de aula com ventilação unilateral possuem equipamentos de ar-
condicionado.
Este estudo também pode abrir um novo viés para pesquisas sobre a
morfologia urbana. Mais que apenas entender o ambiente em si, deve-se analisar o
contexto. Tais considerações fornecem uma base para a definição de questões- chave
para pesquisas futuras, pois sugerem que estudos bem projetados têm boas
perspectivas de documentar as relações entre desempenho térmico e desempenho
por aprendizagem. Entretanto, como o objetivo primário foi investigar desempenho
138
térmico e escolar sob o ponto de vista dos usuários, esses dados não foram coletados.
Portanto, entende-se que há evidências suficientes para justificar pesquisas
focadas em ajudar e a orientar futuras políticas públicas e ações referentes a
Desempenho Térmico e Produtividade, além de contribuir para a melhoria da
qualidade térmica dos ambientes educacionais.
7.2 Conclusões
Compreendeu-se que a relação estabelecida entre a sensação térmica e o
desempenho da aprendizagem pode fornecer aos profissionais da área diretrizes úteis
durante a fase de projeto e operação de edifícios com salas de aula. Essa descoberta
mostra que o desempenho escolar é significativamente relacionado com a percepção
do usuário com o ambiente térmico, conforme demonstram as análises realizadas
nesta pesquisa.
A partir dos resultados e discussões levantadas sobre panorama geral com a
caracterização das escolas, foi possível concluir que não existe um padrão de
edificações, e as tipologias objetos desta pesquisa diferem umas das outras. O
ambiente que envolve as edificações deve ser cuidadosamente analisado, já que
entender seus efeitos são fundamentais para obter a melhor situação de conforto
térmico e eficiência energética, conforme sugere a pesquisa conduzida por
Ralegaonkar e Gupta (2010). Porém, não se pode afirmar que os ambientes não foram
cuidadosamente analisados e que as escolas não foram cuidadosamente projetadas,
uma vez que não houve contato com os profissionais que desenvolveram os projetos.
Segundo os dados da pesquisa dos autores, há fortes evidências que as edificações
foram concebidas priorizando fatores econômicos, o que compromete o desempenho
térmico, de acordo com os Votos de Sensação Térmica Sazonal.
Espera-se que este estudo forneça uma nova ferramenta para pesquisas, pois
a métrica S-TSV, definida como a sensação térmica global percebida de maneira geral
em um edifício (CÓSTOLA et al., 2019), mostra-se eficiente em vários aspectos
pesquisados. Há uma ressalva quanto a limitação do método, referente à influência
do vestuário no desempenho térmico e escolar, principalmente no verão, o que não
reflete nos estudos anteriores.
139
Os resultados dessa pesquisa enfatizam e evidenciam a importância sobre o
conhecimento de dados, uma vez que muitos estudos têm demonstrado que grande
parte dos usuários está insatisfeita com o ambiente escolar. São nesses espaços que
ocorrem os processos de ensino e aprendizagem, tão importantes para avanços
sociais e econômicos do país e, portanto, devem receber a devida atenção.
7.3 Direção para Próximas Pesquisas
Durante a elaboração dos resultados dessa pesquisa, foram observadas
algumas limitações. A partir disso, serão apresentadas algumas sugestões e direções
para próximas pesquisas, utilizando o método S-TSV:
7.3.1 Repetição da coleta de dados com medições físicas com o intuito
de obter um melhor entendimento das interações dos diversos
componentes pesquisados nesse estudo;
7.3.2 Avaliação do contexto urbano, pois, segundo IBGE (2002), 80% da
população ocupa áreas urbanas, e essa aglomeração altera as
condições climáticas locais. Os microclimas têm efeitos diretos e são
fatores determinantes para o conforto térmico das edificações. Conforme
estudos demonstram, o fluxo de ar através dos ambientes urbanos é um
dos fatores mais importantes que afetam a saúde humana, o conforto
térmico externo e interno, a qualidade do ar e o desempenho energético
dos edifícios (GAO et al., 2012 e KARAKOUNOS et al., 2018);
7.3.3 No que tange o vestuário, observa-se que muitos alunos apesar de
um alto valor de resistência térmica da vestimenta, ainda apresentavam
desconforto por frio. Portanto, uma das sugestões é estudar o
isolamento térmico das roupas, uma vez que é um mecanismo
adaptativo, e pessoas vestidas com mesmo valor de resistência térmica
da vestimenta podem sentir-se termicamente diferentes em um mesmo
espaço;
7.3.4 No que se refere ao desempenho escolar, muitas pesquisas têm
focado em encontrar a relação entre desempenho térmico e
produtividade. Portanto, sugere-se fazer levantamento das diferentes
condições de temperaturas, metabolismo em função gênero e idade e
140
ver o impacto dessas variáveis na produtividade e/ou desempenho
escolar.
141
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152
APÊNDICE A - QUESTIONÁRIOS APLICADOS NA PESQUISA DE CAMPO
Nas Figuras 42, 43, 44 e 45 estão os questionários aplicados nessa pesquisa
de campo. Pode-se observar que possui 2 para alunos, o que difere é o layout, os
outros são, um para professor e outro para o pesquisador, no qual utilizou para coleta
de dados e as anotações das informações referente aos ambientes estudados.
153
Figura 42 – Questionário Aplicado para os Alunos
Avaliação do Conforto Térmico
Data da aplicação do questionário: / / Turno:
Escola:
Série e Sala:
Gênero:□ Mas cul i n□o Feminino Idade:
1. Assinale a vestimenta
que você utiliza no INVERNO e VERÃO de
maneira geral:
VERÃO INVERNO
Calçado Aberto □ □ Calçado Fechado □ □
Meia □ □ Meia Calça □ □
Camiseta Manga Curta □ □ Camiseta Manga Longa □ □
Calça Jeans □ □ Moleton ou Blusa de Lã □ □
Jaqueta Leve □ □ Jaqueta Pesada □ □
Bermuda □ □ □ □ □ □
2. De maneira geral qual sua sensação
térmica na SALA DE AULA, assinale ao
lado:
VERÃO INVERNO
Muito Quente □ □ Quente □ □
Levemente Quente □ □ Neutro □ □
Levemente Frio □ □ Frio □ □
Muito Frio □ □
3. De maneira geral qual sua sensação
térmica em CASA, assinale ao lado:
VERÃO INVERNO
Muito Quente □ □ Quente □ □
Levemente Quente □ □ Neutro □ □
Levemente Frio □ □ Frio □ □
Muito Frio □ □
4. Referente ao Desempenho Escolar até o momento, assinale abaixo:
1 e 3
3 e 5
5 e 6
6 e 7
Acima de 7
Trata-se de uma pesquisa de adesão voluntária e os dados dos entrevistados serão mantidos em sigilo, conforme a
Resolução 196/96 (BRASIL, 1996).
154
Figura 43 – Questionário Modelo 02 aplicado aos alunos (layout reformulado).
Fonte: Elaborado pelo autor.
155
Figura 44 – Questionário aplicado com os professores.
Avaliação do Conforto Térmico
Data da aplicação do questionário: / / Turno:
Escola:
Série e sala:
1. Sua sala de aula possui ar condicionado e /ou ventilador?
Sim □ Não □ Os dois □
2. No verão se utiliza o Ar condicionado ?
□ Nunca
□ Raramente
□ Frequentemente
□ Sempre
3. No inverno se utiliza o Ar condicionado ?
□ Nunca
□ Raramente
□ Frequentemente
□ Sempre
4. No verão utiliza ventilador ?
□ Nunca
□ Raramente
□ Frequentemente
□ Sempre
5. No inverno se utiliza ventilador ?
□ Nunca
□ Raramente
□ Frequentemente
□ Sempre
6. Os alunos podem l igar e desligar o Ar condicionado e ventilador?
Sim □ Não □
7. Os alunos podem abrir portas e janelas?
Sim □ Não □
8. Durante a aula as janelas estão:
Sempre abertas □ Abertas as vezes □ Nunca abertas □
9. Ao chegar na sala de aula as janelas estão:
Sempre abertas □ Abertas as vezes □ Nunca abertas □
Trata-se de uma pesquisa de adesão voluntária e os dados dos entrevistados serão mantidos em sigilo, conforme a
Resolução 196/96 (BRASIL, 1996).
Fonte: Elaborado pelo autor.
156
Figura 45 – Questionário do Pesquisador.
Avaliação do Conforto Térmico
Data da aplicação do questionário: / / Turno:
Escola:
Série:
1. Sala de aula possui ventilação cruzada?
Sim □ Não □ 2. Mecanismos de sombreamento (cortinas, árvores, brises, persianas).
4. Quantidade de aluno na sala de aula:
5. Planta Baixa/ Posição solar /Dados relevantes:
Fonte: Elaborado pelo autor.
157
APÊNDICE B - PANORAMA GERAL COM A CARACTERIZAÇÃO DAS ESCOLAS
Abaixo, apresenta-se o panorama geral das escolas objetos dessa pesquisa. A
ordem disposta nesse documento é conforme a ordem da coleta de dados da pesquisa
de campo.
1 Escola Estadual De Ensino Médio Protásio Alves:
Localizada no centro da cidade, entre avenidas de grande fluxo, possui o total
de 17 salas de aula e 98 funcionários segundo o Censo (2017). A distribuição das
salas acontecem com um corredor central e salas ora dos dois lados, ora de um lado
só, com dimensões entre 48,54m² e 51,09m² com pé-direito, pode-se dizer elevado,
de 3,85m, esquadrias, forro e piso em madeira, na Figura 47 demonstra-se as imagens
internas das salas de aula. As salas de aula possuem ventiladores e as esquadrias
estão dispostas em 2 e até 3 posições possibilitando a ventilação cruzada, no qual
ocorre sobre fachadas (Figura 46). O prédio é circundado por grandes avenidas e a
escola ocupa o espaço de um quarteirão, portanto, boa parte das salas de aula estão
posicionadas de forma relativamente afastadas das vias de grande fluxo, exceto as
que estão voltadas para a fachada principal, no qual o recuo frontal é pequeno. Pode-
se observar pouca área de vegetação no entorno imediato, bem como na fachada
principal (Figura 46). Participaram da pesquisa 4 turmas de ensino médio e nessa
escola foi aplicado o programa experimental em maio de 2017.
A escola foi criada em 1911 denominado como Colégio Elementar, hoje Escola
de Ensino Médio Protásio Alves e no ano de 1939 passou a ocupar as atuais
instalações na Avenida Brasil, no centro da cidade (HISTÓRIA UPF, 2011). Tem seu
prédio tombado pelo patrimônio histórico para preservação das características
arquitetônicas, volumetrias e fachadas, bem como sua integridade externa,
observando o seu aspecto original conforme a Lei nº 2.997/95 e Decreto 22/2012
(PMPF, 2012).
158
Figura 46 – Imagens da Fachada Principal da Escola Protásio Alves
Fonte: Registrada pelo autor.
Figura 47 – Imagens Internas das Salas de aula
Fonte: Registrada pelo autor.
2 Colégio Estadual Joaquim Fagundes Dos Reis:
Localiza-se no Bairro Boqueirão, a frente tem uma avenida com fluxo intenso
de veículos, possui 21 salas de aula e 105 funcionários, segundo Censo (2017). O
Colégio Fagundes dos Reis foi fundado em 1928, com ensino regular e médio.
Destaca-se pelas atividades inclusivas de acessibilidade escolas, com curso de
Libras, da língua escrita para alunos com deficiência.
A distribuição das salas de aula se dão por um corredor central e estão
posicionadas de um lado, no lado oposto do corredor possui grandes aberturas em
toda sua extensão conforme demonstrado na Figura 48. As salas possuem 42,00m² e
3,08m de pé-direito, tem ventiladores de teto e a ventilação é unilateral. Tem piso em
parquet, teto em laje, esquadrias em ferro e madeira, na Figura 49 tem-se as imagens
de uma das salas de aula. Há presença de vegetações nas fachadas lateral direita e
frontal, bem como no pátio interno da escola, mas é lateral direita que se
159
encontra a maior área arborizada (Figura 48), essa permite e auxilia em parte no
sombreamento do prédio quando o sol a leste incide sobre as salas de aula.
Participaram da pesquisa 4 turmas do primeiro ano do ensino médio.
Figura 48 – Fachada Principal Colégio Fagundes dos Reis
Fonte: Google Maps, 2019
Figura 49 – Imagens internas das salas de aula.
Fonte: Registrada pelo autor.
Figura 50 – Imagens do corredor e parte interna da sala onde demonstra as
venezianas.
Fonte: Registrada pelo autor.
160
3 Colégio Tiradentes Da Brigada Militar - Passo Fundo/RS:
Localizado no Bairro Vila Rodrigues, ocupando uma área de 2.950m² e com área
física construída de 1.142m² próxima a corporação da Brigada Militar e Corpo de
Bombeiros. Essa escola tem configuração de pátio central coberto, com salas de aula
distribuídas dos dois lados e variando entre 28,21m² e 52,85m², pé-direito de 2,84m,
piso em parquet, esquadrias em ferro e madeira e forro em PVC (Figuras 51 e 52).
Possui ar-condicionado em todas suas salas de aula e a ventilação é unilateral além
de não haver incidência de ventilação e iluminação direta, as janelas estão voltadas
parte para a área interna onde possui um pátio central e do outro lado possui um
corredor coberto e estreito e do outro um ginásio para atividades físicas. Apesar dessa
conformação há estudos que defendem e acham que a escola que apresenta esse
tipo de configuração oferece continuidade sendo ponto positivo de acordo com Nair,
Fielding & Lackney (2013). Essa escola possui a maior densidade por ocupação dessa
pesquisa e participaram da pesquisa 5 turmas de ensino médio. A Criação do Colégio
Tiradentes em Passo Fundo foi vislumbrada por um dos coronéis e no ano de 2006
conforme decreto estadual assinado pelo governo S.r. Germano Rigotto o Colégio
Tiradentes foi instituído. Atualmente o Colégio Tiradentes é regido pela Lei da Ensino
da Brigada Militar, Lei 12.396/05, permanecendo quadro de professores ligados a
Secretária de Educação, os quais são cedidos através de convênio (COLÉGIO
TIRADENTES- BLOGSPOT, 2012).
Figura 51 – Imagens da Fachada Principal do Colégio Tiradentes
Fonte: Registradas pelo autor.
161
Figura 52 - Imagens das salas de aula e circulação de acesso as salas de aula
Fonte: Registradas pelo autor.
4 Escola Estadual De Educação Básica Nicolau De Araújo Vergueiro (ENAV):
Localizado no centro da cidade, em uma rua de fluxo intenso de veículos
durante todo o dia e próxima a uma importante área médica do município. Possui 25
salas de aula e 97 funcionários segundo Censo (2017). O prédio possui 3 pavimentos
e as salas de aula são distribuída através de corredor lateral, e nesse corredor há
presença de aberturas em toda a extensão (Figura 53 e 54). É uma escola de grandes
proporções e grandes áreas comuns. Participaram da pesquisa 4 turmas de primeiro
ano de ensino médio distribuídas em salas de aula com 29,00m², pé-direito de 2,90m,
piso parquet, possui teto de laje e esquadrias em madeira (Figura 54). As salas de
aula possuem ar-condicionado e a ventilação ocorre de forma unilateral. Sobre o uso
do ar-condicionado, os relatos de alunos e professores, são que ao ligar muitos
equipamentos ao mesmo tempo ocorre queda de energia, prejudicado o uso. Possui
vegetação de médio porte alto e médio no entorno, porém nem todas chegam a
sombrear as salas de aula, por estarem dispostas no passeio.
162
Figura 53 – Imagem da Fachada Principal da Escola ENAV
Fonte: Google Maps, 2019
Figura 54 – Imagens internas das salas de aula e circulação de acesso as salas.
Fonte: Registrada pelo autor.
5 Instituto Estadual Cecy Leite Costa (CECY):
Localiza-se no Bairro Vila Rodrigues, em uma avenida de grande fluxo de
veículos durante o dia todo. Possui 22 salas de aula e 79 funcionários segundo Censo
(2017). As salas de aula são distribuídas através de um corredor lateral, em uma face
estão posicionadas as salas de aula e outras muitas aberturas (Figura 56). As salas
participantes da pesquisa possuem 53,56m² e 2,95m de pé-direito, piso em parquet,
teto em laje, esquadrias de ferro e madeira, possui um ventilador de parede em cada
sala e possui venezianas no lado oposto as janelas para ventilação, porém essas
estão obstruídas. Possui árvores de grande porte próximas, mas não chegam a
proteger a fachada principal pois estão dispostas na calçada e no canteiro central
(Figura 55). Participaram da pesquisa 4 turmas do primeiro ano do ensino médio.
O prédio onde está instalado o Instituto Cecy Leite da Costa hoje, foi inaugurado
no ano de 1966, inicialmente com cursos técnicos e em 1976 passou a
163
denominar-se Escola Estadual de 1º e 2° Graus. No ano de 2000, passou a ser
chamado Instituto Estadual Cecy Leite da Costa a oferecer além de ensino médio,
cursos técnicos profissionalizantes (CECYLEITEDACOSTA -BLOGSPOT, 2018).
Figura 55 – Imagens da Fachada principal da Escola Cecy Leite da Costa
Fonte: Registradas pelo autor.
Figura 56 – Imagens das salas de aula e corredor de acesso as salas.
Fonte: Registradas pelo autor.
6 Escola Estadual De Ensino Médio Maria Dolores Freitas Barros:
Localiza-se no Bairro Santa Marta. Possui 9 salas de aula e 53 funcionários
segundo Censo (2017). O prédio principal com um pavimento e possui prédios anexos
conforme observa-se nas imagens da Figura 57. As salas de aula são distribuídas
através de um corredor lateral e possuem 48,09m² com 2,84m de pé- direito, piso em
parquet, teto de laje na edificação principal e a sala “D” (edificação separada - antigo
depósito) com forro em madeira e pé-direito 2,47m tem 39,30m² (Figuras 57 e 58).
Não possuem equipamento de ar-condicionado e ventiladores e a ventilação cruzada
existe em todas as salas de aula através de esquadrias de lados apostos. As
esquadrias da fachada externa estão voltadas para um “descampado” e as internas
para um corredor central com grandes vãos abertos, sem esquadrias e com um gradil
em ferro. A fachada principal é em tom claro e está protegida do sol
164
por uma árvore de grande porte (Figura 50). O entorno é arborizado e as salas do
prédio principal estão protegidas do sol por uma cortina de vegetação próximas as
janelas. Nessa escola participaram da pesquisa 4 turmas, e uma sala denominada
“casinha” pelos alunos e professores, em um prédio anexo. Esse espaço era utilizado
como um depósito e foi improvisado para abrigar os alunos de terceiro ano. Alunos e
professores estão visivelmente descontentes com o espaço destinado para suas
aulas.
Figura 57 – Imagem da Fachada Principal da Escola Maria Dolores e corredor de acesso as salas de aula.
Fonte: Registrada pelo autor
Figura 58 – Imagens das salas de aula.
Fonte: Registrada pelo autor.
165
Figura 59 – Imagem da Casinha. Sala improvisada para abrigar os alunos do terceiro ano.
Fonte: Registrada pelo autor.
7 Escola Estadual De Ensino Médio Professora Eulina Braga:
A escola possui um pavimento e é circundada com um muro elevado na fachada
principal conforme pode se observar nas imagens da Figura 60. Não há presença de
arborização externa e interna no entorno imediato para proteger contra incidência
solar direta. Sua configuração é em forma de pátio central e a partir do centro são
distribuídas as salas de apoio e as salas de aula, dos dois lados (Figura 61). Segundo
o Censo (2017) a escola possui 8 salas de aula e 41 funcionários. Essa é a escola
com menor número de alunos e a menor densidade por ocupação entre todas as
escolas que participaram da pesquisa. Possui ar-condicionado nas salas de aula de
ensino médio, porém não estavam operando no momento por falta de manutenção.
As salas de aula participantes da pesquisa tem 48,09m² e 2,97m de pé-direito,
piso em parquet, teto em laje, esquadrias em ferro e madeira, com vidros pintados
para bloquear a entrada de luz direta, uma vez que não tem dispositivos de
sombreamento internos, nem externos (Figura 62). A ventilação cruzada ocorre entre
janelas de posições opostas, um lado é a fachada lateral da edificação e o outro um
corredor aberto posicionado para um pátio central não coberto. Participaram da
pesquisa as 3 turmas de ensino médio.
166
Figura 60 – Imagens da Fachada Principal e lateral da Escola Maria Eulina
Fonte: Registradas pelo autor.
Figura 61 – Imagens da entrada da escola e acesso as salas de aula.
Fonte: Registradas pelo autor.
167
Figura 62 – Imagem das salas de aula.
Fonte: Registradas pelo autor.
8 Escola Estadual De Ensino Médio Adelino Pereira Simões:
Localizada no bairro Nonoai, com entorno predominantemente residencial e
circundado por vias de baixo fluxo de veículos. A escola possui 21 salas de aula
utilizadas e 67 funcionários segundo o Censo (2017). As salas de aula são distribuídas
em dois prédios com tipologias e épocas de construção diferentes. Todas as salas são
em piso parquet, teto em laje, esquadrias em ferro e madeira e a ventilação cruzada
ocorre entre esquadrias de lados opostos em 88% dos casos.
O prédio mais antigo possui uma configuração de pátio central e salas de aula
distribuídas no entorno, não possui ar-condicionado, nem ventiladores, tem área de
57,64m² e 4,50m de pé-direito no ponto mais elevado. Uma face das janelas está
voltada para uma área arborizada, e segundo relatos as salas de aula são confortáveis
no verão e frias no inverno (Figuras 63 e 64)
O mais recente as salas de aula são distribuídas em um prédio de 3
pavimentos, possui sistema de ar –condicionado em todas as salas de aula, com áreas
entre 38,41m² e 49,05m² e 2,95m de pé-direito (Figuras 65, 66 e 67).
Participaram da pesquisa alunos distribuídos em 4 salas do prédio antigo e 4
do prédio mais recente. Todo entorno da escola de maneira geral é arborizado e
possui vegetação densa em boa parte do terreno que pertence a escola.
168
Figura 63 – Imagem do pátio central com acesso as salas de aula do Prédio 01 (mais antigo).
Fonte: Registrada pelo autor.
Figura 64 – Imagens internas das salas de aula do Prédio 01.
Fonte: Registrada pelo autor.
Figura 65 – Imagens da fachada do Prédio 02 (mais recente).
Fonte: Registrada pelo autor.
169
Figura 66 – Imagens internas das salas de aula do Prédio 02.
Fonte: Registrada pelo autor.
Figura 67 – Imagens do corredor de acesso as salas, e as aberturas que fazem a ventilação cruzada das salas de aula.
Fonte: Registradas pelo autor.
9 Escola Estadual De Ensino Médio Alberto Pasqualini:
Localizada no Bairro Santa Maria, possui 12 salas de aula e 45 funcionários
segundo o Censo (2017) e participaram da pesquisa 4 turmas do ensino médio. Possui
dois prédios separados por um pátio central e unidos por uma passarela, o prédio da
frente possui as salas de direção, professores, pedagógica entre outras e é de um
único pavimento (Figura 68) já o prédio ao fundo localizam-se as salas de aula e é de
3 pavimentos. Na imagem onde aparece uma construção isolada (Figura 70), esse
espaço era utilizado como depósito, mas hoje está abrigando uma turma de 3º ano.
As condições físicas não são desejáveis para um ambiente escolar, uma
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vez que o ambiente foi improvisado para o uso e os alunos estão visivelmente
descontentes com esse espaço, bem como com o conforto térmico do mesmo. Metade
das salas de aula possibilitam a ventilação cruzada entre esquadrias de lados opostos
e observa-se que existe pouca arborização no entorno da escola. As salas de aula do
prédio principal têm 68,00m² e 3,00m de pé-direito e o piso é em parquet, teto em laje,
esquadrias em ferro e madeira (Imagens Figura 69), já a sala improvisada tem 35,67m²
e 2,47m de pé-direito, piso vinílico antigo bastante danificado e forro em madeira
conforme imagens da Figura 70.
Figura 68 – Fachada Principal da Escola Alberto Pasqualini
Fonte: Google Maps,2019.
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Figura 69- Imagens internas das salas de aula e corredor de acesso as salas.
Fonte: Registradas pelo autor.
Figura 70 – Imagem de um antigo depósito que foi adaptado para acolher os alunos de terceiro ano.
Fonte: Registrada pelo autor
10 Escola Estadual De Ensino Médio Antonino Xavier E Oliveira:
Localizada no bairro Vila Luiza, um bairro residencial, possui 9 salas de aula e
42 funcionários segundo o Censo (2017). Atende à demanda de três Bairros, Vila
Luíza, Tupinambá e Vila Jardim (alunos que vem da Vila Jardim são de uma mais
classe baixa e com problemas de pobreza). Diretora informou que maior problema
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são com as turmas do noturno, principalmente em função da evasão. E os alunos que
vem da rede municipal de ensino vem com desempenho menor e os terceiros anos
são turmas pequenas, pois ocorre desistência uma vez que os alunos precisam
trabalhar.
A escola é circundada com um muro alto e sua configuração é em forma de
pátio central com salas de aula distribuídas dos dois lados (Figura 71). Nota-se que a
escola foi projetada de forma a possibilitar a ventilação cruzada, porém foi instalado
uma cobertura para unir dois blocos ficando apenas uma face aberta, a da fachada
principal. Em 2 salas onde possuem cobogós, que fariam a função da ventilação
cruzada, foram tapados com painel em madeira. Portanto, nessa escola foi
considerado como ventilação unilateral, uma vez que foram adicionados esses
elementos. Também foram encontradas salas de aula com blocos maciços aparentes
e a pintura verde até metade da parede, o que foi motivo de reclamação de uma das
turmas, uma vez que, causa desconforto visual. Não há presença de arborização na
escola nem no entorno imediato.
Todas as salas de aula possuem ar-condicionado, e informaram que fazem
mais uso dos equipamentos no verão. As salas de aula possuem 48,90m² e 2,90m de
pé-direito, com piso cerâmico e parquet, forro em Pvc e esquadrias em ferro (Figura
72).
Figura 71 – Imagens das Fachada Principal e Lateral da Escola Antonino Xavier.
Fonte: Registradas pelo autor.
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Figura 72 – Imagem do acesso as salas a Leste e imagens internas das salas de aula.
Fonte: Registradas pelo autor.